KR101280391B1 - 인버터를 포함하는 액정표시장치모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치모듈에 관한 것으로서, 특히 백라이트 램프에 전원을 공급하는 인버터와, 커버버텀 및 커버쉴드간에 와전류로 인한 소비전류 상승을 방지하고, 방열효과를 개선한 인버터를 포함하는 액정표시장치모듈에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치모듈은, 액정패널과, 백라이트 유닛과, 서포트 메인과, 탑 케이스와, 커버버텀과, 상기 커버버텀의 배면으로 위치하는 인쇄회로기판과, 상기 백라이트 유닛에 전원을 공급하고, 상기 인쇄회로기판상에 상기 커버버텀 방향으로 위치하는 트랜스포머로 구성되는 인버터를 포함하여 구성된다.
누설자속, 와전류(eddy current), 허밍노이즈(humming noise)

Description

인버터를 포함하는 액정표시장치모듈{Liquid crystal display module including inverter}
도 1은 종래의 직하방식 백라이트 램프를 구비한 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 2a는 상기 액정표시장치모듈의 하부를 보다 상세하게 도시한 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 인버터에서 발생하는 와전류의 형태를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 직하방식 백라이트 램프를 구비한 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 4a는 상기 액정표시장치모듈의 하부를 보다 상세하게 도시한 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 인버터에서 발생하는 와전류의 형태를 도시한 개략도이다.
본 발명은 액정표시장치모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 백라이트 유닛에 전력을 공급하는 인버터의 와전류(Eddy current)에 의한 전력소모를 최소화화 고, 방열효과를 개선한 인버터를 포함하는 액정표시장치모듈에 관한 것이다.
최근, 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 소형화, 경량화 되면서 성능은 더욱 강력해진 제품들이 생산되고 있다. 특히, 정보 디플레이 분야에서는 소형화 또는 휴대성의 측면에서 많은 장점을 갖는 FPD(Flat Panel Display)가 종래 CRT의 대체수단으로 점차 주목받고 있다.
상기 FPD 중 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 박막화 및 대화면 구현이 가능하기 때문에, 노트북 컴퓨터나 대화면 TV 같은 표시장치로서, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.
액정표시장치의 화상구현원리는 액정(Liquid crystal)의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 것으로, 이 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배향에 방향성을 갖는 광학적 이방성과 전계내에 놓일 경우에 그 크기에 따라 분자배열 방향이 변화되는 분극성질을 띤다. 이에 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 소정거리 이격되어 대향하는 면으로 각각 전계생성전극이 형성되는 한 쌍의 투명기판으로 이루어진 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 이는 두 전극간의 전계변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고, 이에 따른 광 투과율을 변화하여 여러 가지 화상을 표시하게 된다.
일반적으로, 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성되는 어레이 기판과, 컬러필터 및 공통전극이 형성되는 컬러필터 기판을 소정거리 이격하여 합착하고 상기 두 기판 사이에 액정물질을 주입하여 구성되는 액정패널과, 이 액정패널의 전기적 구동을 위한 구동드라이버로 구성된다.
또한, 상기 액정물질은 일반적으로 자체 발광요소를 갖지 않는 수광형 소자로 구성되므로 별도의 광원이 구비되어야 하며, 이를 위해 액정패널의 배면으로 백라이트 램프(Backlight lamp)가 구비되어 광을 공급하게 된다.
상기의 백라이트 램프는 다수개의 백라이트 램프를 액정패널 배면에 두어 기판 전면에 광을 직접 조사하는 직하방식과, 액정패널 일측면 또는 양측면에 백라이트 램프를 두어 도광판 및 반사판 등에 의해 광을 반사하여 광을 조사하는 에지(Edge)방식으로 나누어진다. 직하방식은 상술한 바와 같이, 광을 기판 전면에 직접 조사하므로 도광판이 필요하지 않으며, 다수개의 백라이트 램프이용이 가능하여 광 이용율이 높고, 취급이 간단하며, 표시면의 크기에 제한이 없기 때문에 20인치 이상의 대화면 액정표시장치에 사용되고 있다.
그리고 상기 액정패널 및 백라이트 램프는 외부의 충격으로부터 보호 및 광 손실의 방지를 위해 다양한 기계적요소를 구비하여 모듈화 한다.
도 1은 종래의 직하방식 백라이트 램프를 구비한 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 2a는 상기 액정표시장치모듈의 하부를 보다 상세하게 도시한 단면도이고, 도 2b는 종래의 인버터에서 발생하는 와전류의 형태를 도시한 개략도이다. 도시한 바와 같이, 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(120)과, 서포트메인(140)과, 탑 케이스(130)와, 커버버텀(150)과, 커버쉴드(160)와, 인버터(170)를 포함한다.
액정패널(110)은 서로 마주보는 상부 및 하부 기판(110a, 110b)과 기판(110a, 110b) 사이에 주입된 액정층을 포함하여 구성된다. 이 중 하부기판(110b) 에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 위치하고, 상부기판(110a)에는 컬러필터가 위치하여 상기 박막트랜지스터의 턴-온/오프 구동에 의해 화상을 표시하게 된다. 또한, 액정패널(110)은 주사신호 및 영상신호를 액정패널에 공급하는 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(115a, 115b)과 연결된다.
액정패널(110)의 배면으로 위치하여 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)은 직하형 방식을 사용하게 되는데, 광원으로서 다수개의 램프(121)가 병렬적으로 배치되고, 램프(121)의 하부에는 반사 시트(122)가 위치하며, 다수의 램프(121)상부에는 다수의 광학시트(123)가 적층되어 위치한다.
액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 서포트메인(140)에 안착되며, 서포트메인(140)은 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)의 유동을 방지하고 지지하게 된다.
탑 케이스(130)는 액정패널(110)의 가장 자리 상부와 세포트메인(140)의 측면을 덮어 액정패널(110)의 가장 자리와 서포트메인(140)의 측면을 지지하고 보호하게 된다.
커버버텀(150)은 서포트메인(140) 하부를 덮어 액정표시장치모듈(100)의 하부를 보호하게 된다. 이러한 커버버텀(150)은 탑 케이스(130)와 서포트메인(140)과 체결수단(미도시)을 통해 체결되어 모듈화 된다.
또한, 커버버텀(150)의 하부에는 램프(121)에 전원을 공급하는 인버터(170)가 위치하고, 인버터(170)는 다수개의 트랜스포머(180)와, 인버터구동회로(195)와, 이를 실장하는 인쇄회로기판(190)으로 구성된다.
이러한 인버터(170)는 커버쉴드(160)에 의하여 덮여진다. 이에 따라, 커버버텀(150)과 커버쉴드(160)는 인버터(170)를 감싸게 되어 외부의 충격으로부터 인버터(170)를 보호하게 되며, 부가적으로 커버버텀(150)과 커버쉴드(160)는 금속물질로 이루어져 인버터(170)로부터 발생하는 전자파를 차폐하는 기능을 하게 된다.
상술한 바와 같이, 인버터(170)는 트랜스포머(180)를 포함하며, 램프(121)의 종류 및 상황에 따라 램프수와 동일한 개수이거나 그보다 적을 수 있다. 인버터(170)는 인쇄회로기판(190)상에서 커버쉴드(160)방향으로(즉, 배면으로) 실장되고, 인쇄회로기판(190)은 커버버텀(150)의 돌출부(155)의 높이만큼 소정거리 이격되어 커버쉴드(160)와 함께 동일 체결수단으로 결합된다.
이러한 인버터(170)는 외부의 전원공급부로부터 공급되는 전원을 변환하여 램프(121)에 공급하게 된다.
보다 상세하게는, 인쇄회로기판(190)에는 제1 및 제2 코일이 권선되는 보민을 포함하는 트랜스포머(180) 및 다수개의 인버터구동회로(185)가 솔더링(solding)되고, 다수개의 인버터구동회로(185)는 트랜스포머(180)를 제어하여 전원공급부(미도시)로부터 공급되는 저압의 DC전압을 입력받아 트랜스포머(180)의 제1 코일에서 제2 코일로 유도되는 고압의 AC전압을 램프(도1 의 121)에 공급한다.
이때, 트랜스포머(180)는 고출력 회로로서, 많은 누설자속(Leakage flux)이 발생하게 되고, 이는 도체인 커버버텀(150) 및 커버쉴드(160)까지 미치게 된다. 이에 따라, 커버버텀(150) 및 커버쉴드(160)에 와전류(eddy current)가 발생되게 된다.
결국, 상기 와전류는 전력손실을 야기시키고, 이는 인버터의 소비전류를 상승시키는 주요 원인이 되었다.
최근 이러한 문제를 극복하기 위해, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제1 코일(180a) 및 제2 코일(180b)로부터 발생하는 누설자속(L)을 차폐하기 위하여, 상측 격벽(180c)을 갖는 차폐형 트랜스포머(180)를 통해 커버쉴드(160)로의 와전류 생성을 억제하고, 인쇄회로기판(190)상에서 트랜스포머(180)가 솔더링되는 위치에 대응되도록 인쇄회로기판(190)의 배면에 플로팅 패턴(floating pattern)(192)을 형성하여, 커버버텀(150)으로의 와전류 생성을 억제하는 방법이 제안되었으나, 이는 인쇄회로기판(190)에 별도의 플로팅 패턴(192)형성 공정이 추가되며, 또한 플로팅 패턴(192) 자체의 발열로 인하여 커버버텀(150)의 온도가 전체적으로 상승하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 백라이트 유닛을 구동하기 위한 인버터를 포함하는 액정표시장치모듈에서, 인버터의 트랜스포머에서 발생하는 누설자속으로 인한 전력손실을 방지하는 액정표시장치모듈 및 이에 포함되는 인버터를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 의한 인버터는, 액정표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛에 전원을 공급하는 인버터로서, 제1 및 제2 코일이 권선되는 보민과, 상기 보민의 사측면 및 상부를 둘러싸는 코어를 포함하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머를 구동하는 인버터구동회로와; 상기 트랜스포머 및 상기 인버터구동회로가 솔더링되고, 상기 트랜스포머의 상부가 상기 액정표시장치방향을 향하도록 상기 액정표시장치와 결합하는 인쇄회로기판과; 상기 트랜스포머가 솔더링되는 위치에 대응되는 상기 인쇄회로기판의 배면에 구성된 플로팅 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 플로팅 패턴은 금속물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 의한 인버터를 포함하는 액정표시장치모듈은, 액정패널과; 상기 액정패널의 배면에 위치하여 상기 액정패널에 빛을 공급하는 램프 및, 다수개의 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 액정패널과 상기 백라이트 유닛을 내부에 안착하는 서포트 메인과; 상기 서포트 메인의 측면과 상기 액정패널의 가장자리를 덮는 탑 케이스와; 상기 서포트 메인의 배면에 위치하고, 기판이 체결되는 돌출부가 소정높이로 형성되는 커버버텀과; 상기 커버버텀의 배면으로 위치하고, 상기 돌출부와 체결수단을 통해 결합되는 인쇄회로기판과; 상기 램프에 전원을 공급하고, 상기 인쇄회로기판상에 상기 커버버텀 방향으로 위치하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인버터는, 제1 및 제2 코일이 권선되는 보민과, 상기 보민의 사측면 및 상부를 둘러싸는 코어를 포함하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머를 구동하는 인버터구동회로와; 상기 트랜스포머 및 상기 인버터구동회로가 솔더링되고, 상기 트랜 스포머의 상부가 상기 액정표시장치방향을 향하도록 상기 액정표시장치와 결합하는 인쇄회로기판과; 상기 트랜스포머가 솔더링되는 위치에 대응되도록 상기 인쇄회로기판의 배면으로 형성되는 플로팅 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 플로팅 패턴은 금속물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 인쇄회로기판은 상기 트랜스포머가 상기 커버버텀과 소정거리 이격하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치모듈을 설명하면 다음과 같다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치 모듈(200)은 액정패널(210)과, 백라이트 유닛(220)과, 서포트메인(240)과, 탑 케이스(230)와, 커버버텀(250)과, 인버터(270)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 직하방식 백라이트 램프를 구비한 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 4a는 상기 액정표시장치모듈의 하부를 보다 상세하게 도시한 단면도이고, 도 4b는 도 4a의 인버터에서 발생하는 와전류의 형태를 도시한 개략도이다. 도시한 바와 같이, 액정패널(210)과, 백라이트 유닛(220)과, 서포트메인(240)과, 탑 케이스(230)와, 커버버텀(250)과, 커버쉴드(260)와, 인버터(270)를 포함한다.
액정패널(210)은 서로 마주보는 상부 및 하부 기판(210a, 210b)과 기판(210a, 210b) 사이에 주입된 액정층을 포함하여 구성된다. 이 중 하부기판(210b) 에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 위치하고, 상부기판(210a)에는 컬러필터가 위치하여 상기 박막트랜지스터의 턴-온/오프 구동에 의해 화상을 표시하게 된다. 또한, 액정패널(210)은 주사신호 및 영상신호를 액정패널에 공급하는 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(215a, 215b)과 연결된다.
액정패널(210)의 배면으로 위치하여 빛을 공급하는 백라이트 유닛(220)은 직하형 방식을 사용하게 되는데, 광원으로서 다수개의 램프(221)가 병렬적으로 배치되고, 램프(221)의 하부에는 반사 시트(222)가 위치하며, 다수의 램프(221)상부에는 다수의 광학시트(223)가 적층되어 위치한다.
액정패널(210)과 백라이트 유닛(220)은 서포트메인(240)에 안착되며, 서포트메인(240)은 액정패널(210)과 백라이트 유닛(220)의 유동을 방지하고 지지하게 된다.
탑 케이스(230)는 액정패널(210)의 가장 자리 상부와 세포트메인(240)의 측면을 덮어 액정패널(210)의 가장 자리와 서포트메인(240)의 측면을 지지하고 보호하게 된다.
커버버텀(250)은 서포트메인(240) 하부를 덮어 액정표시장치모듈(200)의 하부를 보호하게 된다. 커버버텀(250)은 탑 케이스(230)와 서포트메인(240)과 체결수단(미도시)을 통해 체결되어 모듈화 된다.
또한, 커버버텀(250)의 하부에는 램프(221)에 전원을 공급하는 인버터(270)가 위치한다. 인버터(270)는 다수개의 트랜스포머(280)와, 인버터구동회로(295)와 이를 실장하는 인쇄회로기판(290)으로 구성된다. 특히, 인쇄회로기판(290)은 트랜 스포머(280)가 실장되는 방향으로 커버버텀(250)을 향하도록 체결되며, 종래의 커버쉴드(도 2a의 160)는 구비되지 않는다.
이에 따라, 커버버텀(250) 및 인쇄회로기판(290)은 트랜스포머(280) 및 인버터구동회로(295)를 감싸는 형태가 되어 외부의 충격으로부터 내부회로를 보호하게 되며, 부가적으로 커버버텀(250)과 인쇄회로기판(290)의 배면으로 형성되는 플로팅 패턴(292)은 금속물질로 이루어져 인버터(270)로부터 발생하는 전자파를 차폐하는 기능을 하게 된다.
상술한 바와 같이, 인버터(270)는 트랜스포머(280)를 포함하며, 램프의 종류 및 상황에 따라 램프수와 동일한 개수이거나 그보다 적을 수 있다. 인버터(270)는 인쇄회로기판(290)상에서 커버버텀(250) 방향으로 실장되고, 인쇄회로기판(290)은 커버버텀(250)의 돌출부(255)의 높이만큼 소정거리 이격되어 체결수단으로 결합된다.
이러한 인버터(270)는 외부의 전원공급부(미도시)로부터 공급되는 전원을 변환하여 램프(221)에 공급하게 된다. 도 4a는 상술한 액정표시장치모듈의 하부를 도시한 단면도로서, 도 4a를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치모듈의 인버터를 설명하면 다음과 같다.
도시한 바와 같이, 커버버텀(250)은 배면방향으로 인버터(270)의 인쇄회로기판(290)과 체결되기 위한 돌출부(255)가 소정높이로 형성되고, 인쇄회로기판(290)은 커버버텀(250)의 돌출부(255)와 체결수단을 통해 체결된다. 특히, 트랜스포머(280)는 커버버텀(250)방향으로 인쇄회로기판(290)에 실장된다. 이때, 돌출 부(255)는 트랜스포머(280)의 두께 및 커버버텀(250)과 트랜스포머(280)의 이격거리(d)가 고려되어 형성된다.
따라서, 도 4b에 도시한 바와 같이, 제1 코일(280a) 및 제2 코일(280b)로부터 발생하는 누설자속(L) 성분 중, 커버버텀(250) 방향의 누설자속(L)은 차폐형 트랜스포머(280)의 상측격벽에 의하여 차폐되고, 반대방향의 누설자속(L)은 플로팅 패턴(292)에 의해 차폐된다. 이때, 플로팅 패턴(292)은 와전류로 인하여 내부온도가 상승하게 되나, 이는 외부로 방열됨으로서 액정표시장치모듈 배면부의 온도상승에 영향을 주지 않게 된다.
또한, 버스트 모드가 적용된 액정표시장치일 경우, 트랜스포머(280)의 누설자속에 의한 커버버텀(250)의 진동(Vibration)을 저감시켜 허밍 노이즈(Humming noise)를 개선하는 효과가 있다. 여기서, 버스트 모드(Burst mode)란, 백라이트 램프(292)의 온(On)/오프(Off) 시간의 비율을 조절하여 밝기를 제어하는 방식으로서, 수백 헤르쯔(Hz) 대역의 버스트 디밍 펄스 신호를 입력하여 상기 버스트 디밍 신호의 하이 구간동안 인버터 스위칭 회로(미도시)의 동작을 정지시킴으로서 전체적으로 인버터 부하(Load, 즉 램프)에 공급되는 전류의 양을 조절하여 인버터 디밍(dimming, 즉 램프의 밝기조절)을 구현하는 방법이다.
즉, 차폐형 트랜스포머(280)의 상측격벽에 의하여 커버버텀(250)으로의 누설자속이 차폐되어, 이로 인해 커버버텀(250)에 발생하는 진동이 저감되게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치모듈은, 인쇄회로기판을 통해 외부의 충격으로부터 인버터를 보호하고, 인쇄회로기판에 형성되는 플로팅 패턴을 통해 인버터로부터 발생하는 전자파를 차폐한다. 따라서, 커버버텀의 배면으로 구비되던 커버쉴드는 생략가능하며, 이에 따른 비용절감의 효과가 있다.
또한, 상기 플로팅 패턴이 외부로 노출되어 커버버텀의 온도상승을 방지하는 효과가 있다.
또한, 버스트 모드가 적용된 액정표시장치일 경우, 트랜스포머의 누설자속에 의한 커버버텀의 진동을 저감시켜 허밍 노이즈를 개선하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 액정패널과;
    상기 액정패널의 배면에 위치하여 상기 액정패널에 빛을 공급하는 램프 및, 다수개의 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과;
    상기 액정패널과 상기 백라이트 유닛을 내부에 안착하는 서포트 메인과;
    상기 서포트 메인의 측면과 상기 액정패널의 가장자리를 덮는 탑 케이스와;
    상기 서포트 메인의 배면에 위치하고, 기판이 체결되는 돌출부가 소정높이로 형성되는 커버버텀과;
    상기 커버버텀의 배면으로 위치하고, 상기 돌출부와 체결수단을 통해 결합되는 인쇄회로기판과;
    상기 램프에 전원을 공급하고, 상기 인쇄회로기판상에 상기 커버버텀 방향으로 위치하는 인버터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 인버터는, 제1 및 제2 코일이 권선되는 보민과, 상기 보민의 사측면 및 상부를 둘러싸는 코어를 포함하는 트랜스포머와;
    상기 트랜스포머를 구동하는 인버터구동회로와;
    상기 트랜스포머 및 상기 인버터구동회로가 솔더링되고, 상기 트랜스포머의 상부가 상기 액정표시장치방향을 향하도록 상기 액정표시장치와 결합하는 인쇄회로기판과;
    상기 트랜스포머가 솔더링되는 위치에 대응되도록 상기 인쇄회로기판의 배면 으로 형성되는 플로팅 패턴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 플로팅 패턴은 금속물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 트랜스포머가 상기 커버버텀과 소정거리 이격하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2515754B2 (ja) * 1986-09-24 1996-07-10 株式会社日立製作所 液晶バツクライトシステム
KR20020088196A (ko) * 2001-05-18 2002-11-27 삼성전자 주식회사 액정표시장치

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