KR101499844B1 - 인버터 회로, 백라이트 장치 및 이를 갖는 액정표시장치 - Google Patents

인버터 회로, 백라이트 장치 및 이를 갖는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

밸런스 콘덴서를 이용하여 복수의 냉음극관에 교류 고전압을 균등하게 공급하는 집중 급전형의 인버터 회로를 구비한 백라이트 장치에서, 인버터 트랜스의 후단인 교류 고전압의 공급 라인에 하이 패스 필터 회로를 접속하고, 하이 패스 필터 회로의 후단에 미분회로, 직렬공진회로, 검파회로, 피크 홀드 회로, 레벨검출회로, 아크 방전 판정부를 순차적으로 접속한다. 따라서, 냉음극관군의 근방에서 아크 방전이 발생했을 경우, 교류 고전압의 공급 라인에 흐르는 출력 전류에 중첩하는 아크 노이즈 성분을 확실하게 검출할 수 있다.

Description

인버터 회로, 백라이트 장치 및 이를 갖는 액정표시장치{INVETER CIRCUIT, BACKLIGHT DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치의 광원으로 사용되는 복수의 냉음극관의 방전관을 점등시키는 인버터 회로, 상기 인버터 회로를 구비한 백라이트 장치 및 상기 백라이트 장치를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 자체발광 표시장치가 아니기 때문에 광원을 필요로 하고, 광원으로서는 냉음극관이 사용되고 있다.
냉음극관은 형광 램프의 일종이며 정규 글로우 방전 영역에서 동작하는 형광 램프이다. 냉음극관은 교류 고전압을 입력받아서 점등한다. 냉음극관은 필라멘트에 의해서 예열되는 방법에 의존하는 열음극관과 비교하면 내진동성이 높고, 램프의 지름을 작게 할 수 있고, 램프 수명이 긴 특징을 가진다. 그러나, 냉음극관에는 열음극관보다 높은 구동전압이 인가된다.
냉음극관을 점등시키기 위한 교류 고전압을 발생시키는 인버터 회로에서는 고전압부와 그라운드간에 코로나 방전이나 아크 방전 등의 이상방전이 발생할 수 있다. 이러한 이상방전은 냉음극관 주변부의 부재를 탄화시키고, 단락, 발화 발연 을 일으킬 수 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치에 이용되는 백라이트 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 백라이트 장치(1)는 교류 고전압을 발생하는 인버터 회로(2), 복수의 냉음극관을 포함하는 냉음극관군(3), 인버터 회로(2)로부터 출력되는 교류 고전압을 복수의 냉음극관에 균등하게 분배하는 복수의 밸런스 콘덴서(BC)를 포함하는 콘덴서 회로(4)를 구비한다. 백라이트 장치(1)는 냉음극관의 개수에 복수의 밸런스 콘덴서(BC)를 급전 측에 접속하는 것에 의해, 냉음극관의 음성 저항 특성에 의해 타이밍적으로 먼저 점등한 냉음극관에 전류가 집중하는 것을 방지하고, 복수의 냉음극관을 균일하게 점등하는 집중 급전형의 인버터 회로(2)를 구비한다.
상기 집중 급전형의 인버터 회로(2)를 구비한 백라이트 장치(1)에서는 냉음극관의 근방에서 아크 방전이 발생할 수 있다. 그러나, 밸런스 콘덴서(BC)에 의해 냉음극관에 흐르는 전류가 제한되어 있기 때문에, 아크 방전이 발생해도 인버터 회로(2)의 출력 전류(Io)는 대부분 영향을 받지 않는다. 때문에, 인버터 회로(2)의 출력 전류(Io)에서 아크 방전의 유무를 검출하기는 어렵다.
도 2는 인버터 회로의 출력 전류를 모니터한 파형도이다.
도 2에서, (A)는 아크 방전이 발생하지 않은 경우의 출력 전류(Io)의 파형도이며, (B)는 아크 방전이 발생했을 경우의 출력 전류(Io)의 파형도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 아크 방전의 발생 유무에 의한 출력 전류(Io)의 파형의 변화는 작기 때문에, 아크 방전을 검출하는 것은 곤란하다. 한편, 냉음극관 의 근방 등에서 발생하는 아크 방전은 주위의 부재를 손상할 우려가 있기 때문에, 아크 방전을 확실하게 검출해서 인버터 회로의 급전 동작을 차단할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 인버터 트랜스의 출력 전류를 검출하고, 검출한 출력 전류에 포함되는 고주파대역의 전류를 검출해서 아크 방전 등의 고전압 이상방전을 확실하게 검출하는 인버터 회로, 이를 갖는 백라이트 장치 및 상기 백라이트 장치를 채용하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 인버터 회로는 복수의 방전관에 교류 고전압을 공급하는 인버터 트랜스, 상기 인버터 트랜스의 출력단에 접속되고, 상기 교류 고전압의 공급시에 흐르는 전류에 포함되는 고주파대역의 전류신호를 통과시키는 필터 회로, 및 상기 필터 회로에 의해 통과된 고주파대역의 전류신호에 포함되는 이상방전 전류를 검출하는 이상방전 검출 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 이상방전 검출 회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분회로, 상기 미분회로의 출력단에 접속되고, 상기 미분신호를 직렬공진에 의해 증폭하여 출력하는 직렬공진회로, 상기 직렬공진회로의 출력단에 접속되고, 상기 증폭된 미분신호를 검파하여 검파신호를 출력하는 검파회로, 상기 검파회로의 출력단에 접속되고, 상기 검파신호의 피크 레벨을 유지하는 피크 홀드 회로, 및 상기 피크 홀드 회로에 의해 유지된 피크 레벨을 검출하는 레벨검출회로를 구비한다.
상기 이상방전 검출 회로는 상기 레벨검출회로의 출력단에 접속되고, 상기 검출된 피크 레벨에 기초하여 상기 이상방전 전류의 유무를 판정하는 이상방전 판정부를 더 구비한다.
상기 필터 회로는 하이 패스 필터 회로로 이루어진다.
상기 미분회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 검출하는 전류검출 트랜스로 이루어진다.
본 발명에 따른 백라이트 장치는 복수의 방전관, 상기 복수의 방전관에 교류 고전압을 공급하는 인버터 트랜스, 상기 인버터 트랜스의 출력단에 접속되고, 상기 교류 고전압의 공급시에 흐르는 전류에 포함되는 고주파대역의 전류신호를 통과시키는 필터 회로, 상기 필터 회로에 의해 통과된 고주파대역의 전류신호에 포함되는 이상방전 전류를 검출하는 이상방전 검출 회로를 구비한다.
상기 이상방전 검출 회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분회로, 상기 미분회로의 출력단에 접속되고, 상기 미분신호를 직렬공진에 의해 증폭하여 출력하는 직렬공진회로, 상기 직렬공진회로의 출력단에 접속되고, 상기 증폭된 미분신호를 검파하여 검파신호를 출력하는 검파회로, 상기 검파회로의 출력단에 접속되고, 상기 검파신호의 피크 레벨을 유지하는 피크 홀드 회로, 및 상기 피크 홀드 회로에 의해 유지된 피크 레벨을 검출하는 레벨검출회로를 구비한다.
상기 이상방전 검출 회로는 상기 레벨검출회로의 출력단에 접속되고, 상기 검출된 피크 레벨에 기초하여 상기 이상방전 전류의 유무를 판정하는 이상방전 판정부를 더 구비한다.
상기 필터 회로는 하이 패스 필터 회로로 이루어진다.
상기 미분회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 검출하는 전류검출 트랜스로 이루어진다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 복수의 게이트 라인, 상기 복수의 게이트 라인과 직교하는 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 게이트 라인과 상기 복수의 데이터 라인에 각각 접속된 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 접속된 액정소자, 복수의 방전관을 가지는 백라이트부, 및 상기 백라이트부를 구동하는 인버터 회로를 구비하고, 소정의 화상을 표시하는 액정표시판넬을 구비한다.
상기 인버터 회로는 상기 백라이트부에 교류 고전압을 공급하는 인버터 트랜스, 상기 인버터 트랜스의 출력단에 접속되고, 상기 교류 고전압의 공급시에 흐르는 전류에 포함되는 고주파대역의 전류신호를 통과시키는 필터 회로, 상기 필터 회로에 의해 통과된 고주파대역의 전류신호에 포함되는 이상방전 전류를 검출하는 이상방전 검출 회로를 구비한다.
상기 이상방전 검출 회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분회로, 상기 미분회로의 출력단에 접속되고, 상기 미분신호를 직렬공진에 의해 증폭하여 출력하는 직렬공진회로, 상기 직렬공진회로의 출력단에 접속되고, 상기 증폭된 미분신호를 검파하여 검파신호를 출력하는 검파회로, 상기 검파회로의 출력단에 접속되고, 상기 검파신호 의 피크 레벨을 유지하는 피크 홀드 회로, 및 상기 피크 홀드 회로에 의해 유지된 피크 레벨을 검출하는 레벨검출회로를 구비한다.
상기 이상방전 검출 회로는 상기 인버터 트랜스를 구동하는 드라이브 회로, 상기 레벨검출회로의 출력단에 접속되고, 상기 검출된 피크 레벨에 기초하여 상기 이상방전 전류의 유무를 판정하는 이상방전 판정부, 및 상기 이상방전 판정부에 의해 이상방전이 있다고 판정되었을 경우 상기 드라이브 회로의 동작을 정지시키는 제어부를 더 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시판넬과 상기 액정표시판넬에 접속되는 데이터 회로 및 게이트 회로를 가지는 디스플레이 유닛, 복수의 방전관을 가지는 백라이트 어셈블리, 상기 백라이트 어셈블리와 상기 인버터 회로가 수납되는 하부 수납용기, 상기 액정표시판넬의 손상을 방지하기 위한 상부 수납용기, 및 상기 백라이트 어셈블리를 구동하는 인버터를 구비하고, 상기 액정표시판넬과 상기 백라이트 어셈블리의 사이에는 적어도 1장의 광학 시트가 배치된다.
상기 인버터는 상기 백라이트 어셈블리에 교류 고전압을 공급하는 인버터 트랜스, 상기 인버터 트랜스의 출력단에 접속되고, 상기 교류 고전압의 공급시에 흐르는 전류에 포함되는 고주파대역의 전류신호를 통과시키는 필터 회로, 상기 필터 회로에 의해 통과된 고주파대역의 전류신호에 포함되는 이상방전 전류를 검출하는 이상방전 검출 회로를 구비한다.
상기 이상방전 검출 회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분회로, 상기 미분회로의 출 력단에 접속되고, 상기 미분신호를 직렬공진에 의해 증폭하여 출력하는 직렬공진회로, 상기 직렬공진회로의 출력단에 접속되고, 상기 증폭된 미분신호를 검파하여 검파신호를 출력하는 검파회로, 상기 검파회로의 출력단에 접속되고, 상기 검파신호의 피크 레벨을 유지하는 피크 홀드 회로, 및 상기 피크 홀드 회로에 의해 유지된 피크 레벨을 검출하는 레벨검출회로를 구비한다.
상기 인버터는 상기 인버터 트랜스를 구동하는 드라이브 회로, 상기 레벨검출회로의 출력단에 접속되고, 상기 검출된 피크 레벨에 기초하여 상기 이상방전 전류의 유무를 판정하는 이상방전 판정부, 및 상기 이상방전 판정부에 의해 이상방전이 있다고 판정되었을 경우, 상기 드라이브 회로의 동작을 정지시키는 제어부를 더 구비한다.
이와 같은 인버터 회로, 백라이트 장치 및 그것을 이용한 액정표시장치에 의하면, 복수의 냉음극관에 교류 고전압을 공급할 때에 발생하는 아크 방전 등의 고전압 이상방전을 확실하게 검출할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 회로를 구비한 백라이트 장치의 블럭도이다. 또한, 도 3에서 도 1에 도시된 백라이트 장치(1)과 동일한 구성 부분에는 동일부호를 첨부한다.
도 3에 도시된 백라이트 장치(20)는 냉음극관군(3), 콘덴서 회로(4), 드라이브 회로 (10), 인버터 트랜스(11), 하이 패스 필터 회로(12), 미분회로(13), 직렬공진회로(14), 검파회로(15), 피크 홀드 회로(16), 레벨검출회로(17), 및 아크 방전 판정부(18)를 구비한다.
드라이브 회로(10)는 전원, 스위치 소자, 브리지 회로 등을 구비하고, 반파정류한 전압을 인버터 트랜스(11)에 공급한다. 인버터 트랜스(11)는 드라이브 회로(10)에서 공급되는 전압으로부터 원하는 공진주파수(f)의 교류 고전압을 발생하여 콘덴서 회로(4)에 공급한다.
하이 패스 필터 회로(12)는 인버터 트랜스(11)의 ２차측 출력단에 접속된다. 하이 패스 필터 회로(12)는 인버터 트랜스(11)에서 교류 고전압이 발생할 때에 흐르는 전류에 포함되는 원하는 고주파대역의 전류를 통과시키는 고주파대역통과 특성을 가진다.
미분회로(13)는 하이 패스 필터 회로(12)의 출력단에 접속된다. 미분회로(13)는 하이 패스 필터 회로(12)에서 출력되는 고주파대역의 전류신호를 미분하여 미분신호를 출력한다. 직렬공진회로(14)는 미분회로(13)의 출력단에 접속된다. 직렬공진회로(14)는 미분회로(13)에서 출력되는 미분신호를 직렬공진에 의해 증폭하여 출력한다.
검파회로(15)는 직렬공진회로(14)의 출력단에 접속된다. 검파회로(15)는 직렬공진회로(14)에 의해 증폭된 미분신호 파형을 검파하여 검파신호를 출력한다. 피크 홀드 회로(16)는 검파회로(15)의 출력단에 접속된다. 피크 홀드 회로(16)는 검 파회로(15)에서 출력되는 검파신호의 피크 레벨을 유지하여 피크 레벨 신호를 출력한다.
레벨검출회로(17)는 피크 홀드 회로(16)의 출력단에 접속된다. 레벨검출회로(17)는 피크 홀드 회로(16)에서 출력되는 피크 레벨 신호의 전압레벨을 검출하여 레벨 검출 신호를 출력한다. 아크 방전 판정부(18)는 레벨검출회로(17)의 출력단에 접속된다. 아크방전 판정부(18)는 레벨검출회로(17)로부터 출력되는 레벨 검출 신호와, 기설정된 기준 레벨과를 비교하여 이상방전의 유무를 판정한다.
도 4는 도 3에 도시된 하이 패스 필터 회로, 미분회로, 직렬공진회로, 검파회로, 피크 홀드 회로의 구성을 나타낸 회로도이다.
하이 패스 필터 회로(12)는 제1 커패시터(C1)로 이루어진다. 상기 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스는 상기고주파대역의 전류를 통과시키는 고주파대역통과 특성을 가지도록 설정된다.
미분회로(13)는 제1 코일(L1), 제1 및 제2 저항(R1, R2)으로 이루어진다. 제1 코일(L1), 제1 및 제2 저항(R1, R2) 각각의 크기는 하이 패스 필터 회로(12)에서 출력되는 고주파대역의 전류신호로부터 원하는 미분신호를 출력하도록 설정된다.
제1 코일(L1)과 병렬에 접속된 제2 커패시터(C2)는 인버터 회로의 스위칭 동작에 따라 발생하는 펄스 노이즈를 아크 방전에 의한 펄스 노이즈와 분리하는 역할을 수행한다.
직렬공진회로(14)는 제3 커패시터(C3), 제2 코일(L2), 및 제3 저항(R3)으로 이루어진다. 제3 커패시터(C3), 제2 코일(L2), 제3 저항(R3) 각각의 크기는 미분회 로(13)에서 출력되는 미분신호에 포함되는 원하는 주파수신호(아크 방전에 의한 펄스 노이즈 신호)를 증폭하도록 설정된다.
검파회로(15)는 다이오드(D1)를 구비한다. 다이오드(D1)는 직렬공진회로(14)로부터 출력되는 증폭된 미분신호의 진폭범위를 커버하도록 설정된다.
피크 홀드 회로(16)는 제4 저항(R4), 제4 커패시터(C4)에 의해 구성된다. 제4 저항(R4) 및 제4 커패시터(C4) 각각의 크기는 검파회로(15)에서 출력되는 검파신호의 피크 레벨을 유지하도록 설정된다.
도 5는 도 3에 도시된 드라이브 회로, 도 4에 도시된 하이 패스 필터 회로, 미분회로, 직렬공진회로, 검파회로, 피크 홀드 회로의 구성을 나타낸 회로도이다.
드라이브 회로(10)는 동일주기로 위상이 다른 펄스 전압을 각각 발생하는 제1 및 제2 전원(V1, V2), 제1 및 제2 스위칭 소자(S1, S2), 다이오드들(D2, D3, D4, D5) 및 커패시터들(C25, C26, C27)로 이루어진다. 상기 제1 및 제2 스위칭 소자(S1, S2)는 상기 제1 및 제2 전원(V1, V2)으로부터 발생하는 각 펄스 전압에 의해 스위칭 되고, MOS-FET 등으로 이루어질 수 있다. 상기 다이오드들(D2~D5)는 제1 및 제2 스위치 소자(S1, S2)에 의해 스위칭 된 각 교류 전압을 각각 불완전 정류하여 인버터 트랜스(T1(11))에 공급하는 브리지 회로를 구성한다.
아크 방전 시뮬레이션 모델은 제3 전원(V3)에서 공급되는 전압에 의해 아크 방전을 모방한 전압을 발생하는 회로이다. 이 아크 방전 시뮬레이션 모델에서는 아크 방전이 커패시터 회로(4) 내의 첫번째 커패시터(C4-1) 근방에서 일어나고 있다.
하이 패스 필터 회로(12)는 제1 커패시터(C1)로 이루어지고, 미분회로(13)는 제1 코일(L1), 제1 및 제2 저항(R1,R2)에 의해 구성된다. 도 5에서 커패시터(C41)는 제1 코일(L1)의 기생 용량을 나타내고, 저항(R8)는 제1 코일(L1)의 등가직렬저항을 나타낸다.
직렬공진회로(14)는 제3 커패시터(C3), 제2 코일(L2), 및 제3 저항(R3)으로 이루어진다. 도 5에서, 커패시터(C45)는 제2 코일(L2)의 기생 용량을 나타내고, 저항(R6)은 제2 코일(L2)의 등가직렬저항을 나타낸다. 저항(R5)은 직렬공진회로(14)에서 출력되는 증폭된 미분신호의 전압레벨을 검파회로(15)에 입력가능한 레벨로 설정하는 역할을 수행한다.
검파회로(15)는 제1다이오드(D1)로 이루어지고, 피크 홀드 회로(16)는 제4 저항(R4), 및 제4 커패시터(C4)로 이루어진다.
다음으로, 도 5에 도시된 아크 방전 시뮬레이션 모델에 의해 전압을 인가했을 때의 미분회로(13), 직렬공진회로(14), 피크 홀드 회로(16)의 각 출력단의 노드(d, q, k)에 관련된 출력 파형을 도 6 내지 도 8에 도시한다.
도 6은 미분회로의 출력단의 노드(d)에서의 출력 파형을 나타낸다. 도 6에서 도시한 V(d)@1은 아크 방전을 포함하는 미분신호의 출력 파형을 나타내고, V(d)@2는 아크 방전을 포함하지 않는 미분신호의 출력 파형을 나타낸다.
도 7은 직렬공진회로의 출력단의 노드(q)에 관련된 출력 파형, 제3 전원(V3)의 출력단(rand)에 관련된 출력 파형, 및 미분회로내의 노드(DET)에 관련된 출력 파형을 도시한다. 도 7에 도시된 V(rand)@1은 아크 방전 시뮬레이션 모델에 의해 인가되는 전압의 출력파형을 나타낸다. 도 7에서 V(DET)@2는 미분회로(13)내의 노 드(DET)에 관련된 신호의 출력 파형을 나타낸다. 또한, 도 7에서 V(q)는 아크 방전을 포함하는 증폭된 미분신호의 출력 파형을 나타낸다.
도 8은 피크 홀드 회로의 출력단의 노드(k)에 관련된 출력 파형을 도시한다. 도 8에서 V(k)@1은 아크 방전이 없을 경우의 피크 홀드 신호의 출력 파형을 나타내고, V(k)＠2는 아크 방전이 있을 경우의 피크 홀드 신호의 출력 파형을 나타낸다.
도 5에 도시된 백라이트 장치(20)는 아크 방전을 검출하는 회로로서, 하이 패스 필터 회로(12), 미분회로(13), 직렬공진회로(14), 검파회로(15), 및 피크 홀드 회로(16)를 구비한다. 그 결과, 도 8에 도시한 바와 같이, 피크 홀드 회로(16)에서 출력되는 피크 홀드 신호의 전압레벨의 변화로서 는 아크 방전의 유무를 검출할 수 있다.
레벨검출회로(17)는 피크 홀드 회로(16)에서 유지된 피크 홀드 신호의 전압레벨을 검출하고, 레벨 검출 신호를 아크 방전 판정부(18)에 출력한다. 아크 방전 판정부(18)는 레벨검출회로(17)에서 출력되는 레벨 검출 신호와, 기설정된 기준 레벨를 비교하여 이상방전의 유무를 판정한다. 아크 방전 판정부(18)는 이상방전이 있다고 판정했을 경우, 이상방전 검출 신호를 외부의 제어 회로 등에 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 밸런스 콘덴서(BC)를 이용하여 복수의 냉음극관에 교류 고전압을 균등하게 공급하는 집중 급전형의 인버터 회로부를 구비한 백라이트 장치(20)에 있어서, 인버터 트랜스(11)의 출력단인 교류 고전압의 공급 라인에 하이 패스 필터 회로(12)를 접속하고, 하이 패스 필터 회로(12)의 후단에 미분회로(13), 직렬공진회로(14), 검파회로(15), 피크 홀드 회로(16), 레벨검출 회로(17), 및 아크 방전 판정부(18)를 순차적으로 접속하는 구성을 제시하였다.
따라서, 집중 급전형의 인버터 회로에 있어서, 냉음극관군(3)의 근방에서 아크 방전이 발생했을 경우, 교류 고전압의 공급 라인에 흐르는 출력 전류에 중첩하는 아크 노이즈 성분을 확실하게 검출할 수 있다. 또한, 아크 방전이 발생했을 경우에, 인버터 회로의 동작을 제어하는 제어 회로 등에 대하여, 이상방전 검출 신호를 확실하게 출력할 수 있다. 그 결과, 아크 방전이 발생했을 경우에, 인버터 회로의 동작을 즉시 정지시키는 등의 대책을 실행할 수 있고, 백라이트 장치 내의 부재의 손상 등을 미연에 방지할 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 백라이트 장치를 포함하는 액정표시장치에 대해서 도 9에 도시된 블록도를 참조하여 설명한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(400)는 AC/DC 전원장치(410), LCD 모듈부(420), 인버터부(501) 및 백라이트부(501)를 구비한다.
AC/DC 전원장치(410)는 커패시터(411), AC/DC 정류부(412) 및 DC/DC 컨버터(413)로 구성되고, 외부의 상용교류 전원전압 100V 또는 240V를 직류 전원전압으로 변환해서 LCD 모듈부(420)에 출력한다.
LCD 모듈부(420)는 DC/DC 컨버터(421), Vcom 발생부(422), 감마전압발생부(423), LCD 판넬부(424), 및 백라이트 장치(500)로 구성되고, 외부의 그래픽 콘트롤러(미도시)에서 입력되는 화상 데이타에 응답한 화상을 표시한다.
Vcom 발생부(422)는 DC/DC 컨버터(421)에서 레벨 변환되어 공급되는 직류 전압에 기초하여 공통 전극전압(Vcom)을 발생하여 LCD 판넬부(424)에 출력한다.
감마전압발생부(423)는 DC/DC 컨버터(421)에서 레벨 변환된 직류 전압에 기초하여 감마전압(Vdd)을 발생하여 LCD 판넬부(424)에 공급한다. 도 9에서는 Vcom 발생부(422)와 감마전압발생부(423)가 LCD 판넬부(424)로부터 분리되어 있는 예를 도시하였으나, 이들을 LCD 판넬부(424)에 포함시켜서 구성할 수도 있다.
백라이트 장치(500)는 인버터부(501) 및 백라이트부(502)로 구성된다. 인버터부(501)에는 도 5에 도시된 드라이브 회로(10), 하이 패스 필터 회로(12), 미분회로(13), 직렬공진회로(14), 검파회로(15), 피크 홀드 회로(16), 레벨검출회로(17), 및 아크 방전 판정부(18)가 포함된다. 백라이트부(502)에는 도 5에 도시된 냉음극관군(3) 및 콘덴서 회로(4)가 포함된다. 상기 인버터부(501) 및 상기 백라이트부(502)에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 설명되었으므로 생략하기로 한다.
액정표시장치(400)는 백라이트 장치(500) 내의 인버터부(501)에 상술한 하이 패스 필터 회로(12), 미분회로(13), 직렬공진회로(14), 검파회로(15), 피크 홀드 회로(16), 레벨검출회로(17), 및 아크 방전 판정부(18)을 구비하였기 때문에, 백라이트부(502)에서 아크 방전이 발생했을 경우, 인버터부(501)내에서 교류 고전압의 공급 라인에 발생하는 아크 노이즈 성분을 검출하는 것이 가능하다. 한편, AC/DC 전원장치(410)를 LCD 모듈부(420)에 내장시킬 수도 있다.
도 10은 도 9에 도시된 액정표시장치(400)에 관련된 세부 구성을 도시한 블록도이다. 도 10에서 도 5 및 도 9에 도시된 구성과 동일한 구성 부분에는 동일부호를 첨부한다. 도 10에 도시된 액정표시장치(600)는 발진부(601), 제어부(602), 드라이브 회로(10), 인버터 트랜스(11), 백라이트부(502), 하이 패스 필터 회로(12), 미분회로(13), 직렬공진회로(14), 검파회로(15), 피크 홀드 회로(16), 레벨검출회로(17), 및 아크 방전 판정부(18)를 구비한다. 또한, 도 10에서 도면부호 603은 인버터 트랜스(11)에서 백라이트부(502)로 공급되는 교류 고전압을 도시한다.
액정표시장치(600)는 백라이트부(502)에서 아크 방전이 발생하면, 상기 하이 패스 필터 회로(12), 미분회로(13), 직렬공진회로(14), 검파회로(15), 피크 홀드 회로(16), 레벨검출회로(17), 및 아크 방전 판정부(18)에 의해 아크 노이즈 성분을 검출하고, 아크 방전 판정부(18)를 통해 이상방전 검출신호를 제어부(602) 측으로 제공한다.
제어부(602)는 아크 방전 판정부(18)에서 이상방전 검출 신호가 입력되면, 예를 들면, 드라이브 회로(10)의 동작을 정지하고, 인버터 트랜스(11)로부터 백라이트부(502)에 대한 교류 고전압의 공급을 정지시킨다. 이와 같이, 아크 방전의 발생시에 즉시 드라이브 회로(10) 및 인버터 트랜스(11)의 동작을 정지시키는 것에 의해, 아크 방전에 따르는 불량을 확실히 회피할 수 있다.
도 11은 실시예 2에 관련된 액정표시장치의 구조를 도시한 분해 사시도이다. 도 11은 액정표시장치의 회로 구성이 아니라, 기구를 도시한 것이다. 도 11을 참조하면, 액정표시장치(700)는 백라이트 어셈블리(710), 디스플레이 유닛(770) 및 하부 수납용기(780)를 구비한다.
디스플레이 유닛(770)은 영상을 표시하는 액정표시 판넬(771), 액정표시 판 넬(771)을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 데이타 인쇄 회로(772) 및 게이트 인쇄 회로(773)를 포함한다. 데이타 인쇄 회로(772) 및 게이트 인쇄 회로(773)는 각각 데이터 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, 이하, TCP)(774) 및 게이트 TCP(775)를 통해서 액정표시 판넬(771)과 전기적으로 연결된다.
액정표시 판넬(771)은 박막 트랜지스터 (이하, TFT) 기판(776), TFT 기판(776)에 대향하여 결합되는 컬러 필터 기판(777) 및 두 기판 (776, 777)의 사이에 개재되어 액정(778)을 포함한다.
TFT 기판(776)은 예를 들면, 스위칭 소자인 TFT(미도시)가 매트릭스 장에 형성된 투명한 유리 기판이다. TFT의 소스 및 게이트 단자에는 각각 데이타 및 게이트 라인이 접속되고, 드레인 단자에는 투명한 전기 전도성 재질로 이루어진 공통 전극(미도시)이 형성된다.
컬러 필터 기판(777)은 예를 들면, 색화소인 RGB 화소(미도시)가 박막공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러 필터 기판(777)은 투명한 전기 전도성 재질로 이루어지는 공통 전극(미도시)이 형성된다.
하부 수납용기(780)는, 바닥면(781) 및 바닥면(781)의 에지부에 수납 공간을 형성하기 위해서 형성된 측벽(782)으로 이루어진다. 하부 수납용기(780)는 백라이트 어셈블리(710) 및 액정표시 판넬(771)이 이동하지 않도록 고정한다.
바닥면(781)은 백라이트 어셈블리(710)가 장착되는데 충분한 면적을 가지고, 백라이트 어셈블리(710)와 같은 구성을 가지는 것이 바람직하다. 이 예에서는, 바닥면(781) 및 백라이트 어셈블리(710)는 네모난 플레이트 형상을 가진다. 한편, 측벽(782)은 백라이트 어셈블리(710)가 외부로 이탈하지 않도록 바닥면(781)의 에지부에서 거의 수직으로 연장된다.
본 실시예에서 액정표시장치(700)는 인버터(760) 및 상부 수납용기(790)를 더 포함한다.
인버터(760)는 하부 수납용기(780)의 외부에 배치되고, 백라이트 어셈블리(710)를 구동하기 위한 방전 전압을 발생시킨다. 인버터(760)로부터 발생된 방전 전압은 제1 전원 인가선(763) 및 제2 전원 인가선(764)을 통해서 백라이트 어셈블리(710)에 인가된다. 제1 전원 인가선 (763) 및 제2 전원 인가선(764)은 백라이트 어셈블리(710)의 양측부에 형성된 제1전극(740a) 및 제2전극(740b)에 직접 접속될 수도 있고, 다른 부재(미도시)를 이용하여 제1전극(740a) 및 제2전극(740b)에 접속될 수 있다.
또한, 상기 드라이브 회로(10), 인버터 트랜스(11), 하이 패스 필터 회로(12), 미분회로(13), 직렬공진회로(14), 검파회로(15), 피크 홀드 회로(16), 레벨검출회로(17), 아크 방전 판정부(18), 발진부(601), 및 제어부(602)는 인버터(760)에 내장된다.
상부 수납용기(790)는 액정표시 판넬(771)의 에지부를 둘러싸면서 하부 수납용기 (780)에 결합된다. 상부 수납용기(790)는 외부로부터의 충격에 대한 액정표시 판넬(771)의 파손을 방지하고, 액정표시 판넬(771)이 하부 수납용기(780)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
이 액정표시장치(700)는 백라이트 어셈블리(710)로부터 출사된 빛의 특성을 향상시키기 위한 적어도 1장의 광학 시트(795)를 더 포함할 수 있다. 상기한 광학 시트(795)는 빛을 확산하기 위한 확산 시트 또는 빛을 집광하기 위한 프리즘 시트일 수 있다.
따라서, 집중 급전형의 인버터를 구비한 액정표시장치에 있어서, 냉음극관군(3)의 근방에서 아크 방전이 발생했을 경우, 교류 고전압의 공급 라인에 흐르는 출력 전류에 나타나는 아크 노이즈 성분을 확실하게 검출할 수 있다. 또한, 아크 방전이 발생했을 경우에, 인버터 회로의 동작을 제어하는 제어 회로는 이상방전 검출 신호를 출력한다. 그 결과, 아크 방전이 발생했을 경우에, 이상방전 검출 신호에 응답하여 인버터 회로의 동작을 즉시 정지시킬 수 있고, 그 결과 백라이트 장치 내의 부품이 아크 방전에 의해서 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 각 실시예에 도시된 백라이트 장치로는 밸런스 콘덴서를 이용한 집중 급전형의 인버터 회로를 도시하였으나, 다른 구성의 집중 급전형의 인버터 회로에서도 본 발명이 적용가능하다. 또한, 상기 각 실시예에 도시된 백라이트 장치로는 백라이트부에서 발생하는 아크 방전을 검출할 경우를 도시하였으나, 아크 방전에 한정되지 않고, 예를 들면, 코로나 방전 등의 고전압 이상방전을 검출할 수도 있다.
또한, 상기 각 실시예에 도시된 백라이트 장치(20)에서는 미분회로(13)를 제2 코일(L2), 제1 및 제2 저항(R1,R2)에 의해 구성했을 경우를 도시하였으나, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 12에 도시된 백라이트 장치(20)와 같이, 미분회로(13)를 전류검출용 트랜스(T2), 제1 및 제2 저항(R1,R2)으로 구성하여 도 무방하다. 이 경우, 전류검출용 트랜스(T2)는 냉음극관군(3)과 콘덴서 회로(4)를 실장하는 기판 내에 설치하여, 인버터 회로 기판과는 분리해서 냉음극관 어셈블리로서 구성할 수 있다. 이 때문에, 인버터 회로 기판을 사용하는 유저에 대하여, 냉음극관 어셈블리만을 공급할 수 있다.
도 1은 종래의 백라이트 장치를 도시하는 도면이다.
도 2의 (A)는 정상일 때의 인버터 출력 전류를 나타낸 파형도이고, (B)는 아크 방전시의 인버터 출력 전류를 나타낸 파형도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 인버터 회로의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 인버터 회로의 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관련된 도 5의 노드(d)에서의 출력 파형을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 관련된 도 5의 노드(q)에서의 출력 파형을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 관련된 도 5의 노드(k)에서의 출력 파형을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 관련된 액정표시장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 관련된 액정표시장치의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 관련된 액정표시장치의 구조를 도시한 분 해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 관련된 백라이트 장치의 인버터 회로의 회로도이다.

Claims (20)

  1. 복수의 방전관에 교류 고전압을 공급하는 인버터 트랜스;
    상기 인버터 트랜스의 출력단에 접속되고, 상기 교류 고전압의 공급시에 흐르는 전류에 포함되는 고주파대역의 전류신호를 통과시키는 필터 회로; 및
    상기 필터 회로에 의해 통과된 고주파대역의 전류신호에 포함되는 이상방전 전류를 검출하는 이상방전 검출 회로를 구비하고,
    상기 이상방전 검출 회로는,
    상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분회로;
    상기 미분회로의 출력단에 접속되고, 상기 미분신호를 직렬공진에 의해 증폭하여 출력하는 직렬공진회로;
    상기 직렬공진회로의 출력단에 접속되고, 상기 증폭된 미분신호를 검파하여 검파신호를 출력하는 검파회로;
    상기 검파회로의 출력단에 접속되고, 상기 검파신호의 피크 레벨을 유지하는 피크 홀드 회로; 및
    상기 피크 홀드 회로에 의해 유지된 피크 레벨을 검출하는 레벨검출회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 이상방전 검출 회로는 상기 레벨검출회로의 출력단에 접속되고, 상기 검출된 피크 레벨에 기초하여 상기 이상방전 전류의 유무를 판정하는 이상방전 판정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 미분회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 검출하는 전류검출 트랜스를 구비하는 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 필터 회로는 하이 패스 필터 회로인 것을 특징으로 하는 인버터 회로.
  6. 복수의 방전관;
    상기 복수의 방전관에 교류 고전압을 공급하는 인버터 트랜스;
    상기 인버터 트랜스의 출력단에 접속되고, 상기 교류 고전압의 공급시에 흐르는 전류에 포함되는 고주파대역의 전류신호를 통과시키는 필터 회로; 및
    상기 필터 회로에 의해 통과된 고주파대역의 전류신호에 포함되는 이상방전 전류를 검출하는 이상방전 검출 회로를 구비하고,
    상기 이상방전 검출 회로는,
    상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분회로;
    상기 미분회로의 출력단에 접속되고, 상기 미분신호를 직렬공진에 의해 증폭하여 출력하는 직렬공진회로;
    상기 직렬공진회로의 출력단에 접속되고, 상기 증폭된 미분신호를 검파하여 검파신호를 출력하는 검파회로;
    상기 검파회로의 출력단에 접속되고, 상기 검파신호의 피크 레벨을 유지하는 피크 홀드 회로; 및
    상기 피크 홀드 회로에 의해 유지된 피크 레벨을 검출하는 레벨검출회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 이상방전 검출 회로는 상기 레벨검출회로의 출력단에 접속되고, 상기 검출된 피크 레벨에 기초하여 상기 이상방전 전류의 유무를 판정하는 이상방전 판정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 미분회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 검출하는 전류검출 트랜스를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 필터 회로는 하이 패스 필터 회로인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  11. 화상을 표시하는 액정표시 판넬;
    복수의 방전관을 가지는 백라이트부; 및
    상기 백라이트부를 구동하는 인버터 회로를 구비하고,
    상기 인버터 회로는,
    상기 백라이트부에 교류 고전압을 공급하는 인버터 트랜스;
    상기 인버터 트랜스의 출력단에 접속되고, 상기 교류 고전압의 공급시에 흐르는 전류에 포함되는 고주파대역의 전류신호를 통과시키는 필터 회로; 및
    상기 필터 회로에 의해 통과된 고주파대역의 전류신호에 포함되는 이상방전 전류를 검출하는 이상방전 검출 회로를 구비하고,
    상기 이상방전 검출 회로는,
    상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분회로;
    상기 미분회로의 출력단에 접속되고, 상기 미분신호를 직렬공진에 의해 증폭하여 출력하는 직렬공진회로;
    상기 직렬공진회로의 출력단에 접속되고, 상기 증폭된 미분신호를 검파하여 검파신호를 출력하는 검파회로;
    상기 검파회로의 출력단에 접속되고, 상기 검파신호의 피크 레벨을 유지하는 피크 홀드 회로; 및
    상기 피크 홀드 회로에 의해 유지된 피크 레벨을 검출하는 레벨검출회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 미분회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 검출하는 전류검출 트랜스를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 이상방전 검출회로는,
    상기 인버터 트랜스를 구동하는 드라이브 회로;
    상기 레벨검출회로의 출력단에 접속되고, 상기 검출된 피크 레벨에 기초하여 상기 이상방전 전류의 유무를 판정하는 이상방전 판정부; 및
    상기 이상방전 판정부에 의해 이상방전이 있다고 판정되었을 경우, 상기 드라이브 회로의 동작을 정지시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 필터 회로는 하이 패스 필터 회로인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 화상을 표시하는 액정표시 판넬;
    복수의 방전관을 가지는 백라이트 어셈블리와, 상기 백라이트 어셈블리가 수납되는 하부 수납용기;
    상기 액정표시 판넬의 손상을 방지하기 위한 상부 수납용기;
    상기 백라이트 어셈블리를 구동하는 인버터 회로; 및
    상기 액정표시 판넬과 상기 백라이트 어셈블리의 사이에 적어도 1장의 광학 시트를 포함하고,
    상기 인버터 회로는,
    상기 백라이트 어셈블리에 교류 고전압을 공급하는 인버터 트랜스;
    상기 인버터 트랜스의 출력단에 접속되고, 상기 교류 고전압의 공급시에 흐르는 전류에 포함되는 고주파대역의 전류신호를 통과시키는 필터 회로; 및
    상기 필터 회로에 의해 통과된 고주파대역의 전류신호에 포함되는 이상방전 전류를 검출하는 이상방전 검출 회로를 구비하며,
    상기 이상방전 검출 회로는,
    상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분회로;
    상기 미분회로의 출력단에 접속되고, 상기 미분신호를 직렬공진에 의해 증폭하여 출력하는 직렬공진회로;
    상기 직렬공진회로의 출력단에 접속되고, 상기 증폭된 미분신호를 검파하여 검파신호를 출력하는 검파회로;
    상기 검파회로의 출력단에 접속되고, 상기 검파신호의 피크 레벨을 유지하는 피크 홀드 회로; 및
    상기 피크 홀드 회로에 의해 유지된 피크 레벨을 검출하는 레벨검출회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서, 상기 미분회로는 상기 필터 회로의 출력단에 접속되고, 상기 고주파대역의 전류신호를 검출하는 전류검출 트랜스를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 이상방전 검출회로는,
    상기 인버터 트랜스를 구동하는 드라이브 회로;
    상기 레벨검출회로의 출력단에 접속되고, 상기 검출된 피크 레벨에 기초하여 상기 이상방전 전류의 유무를 판정하는 이상방전 판정부; 및
    상기 이상방전 판정부에 의해 이상방전이 있다고 판정되었을 경우, 상기 드라이브 회로의 동작을 정지시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  20. 제16항에 있어서, 상기 필터 회로는 하이 패스 필터 회로인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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