KR101529664B1 - 백라이트 유닛 및 구동방법 - Google Patents

Abstract

다수의 램프들이 병렬로 연결된 구조의 백라이트 유닛에 있어서, 램프들 각각의 로컬 구동이 가능한 백라이트 유닛이 개시된다.

본 발명의 백라이트 유닛은 복수의 램프 및 복수의 램프의 하부에 각각 배치되어 램프의 길이 방향을 따라 일정 간격 구분되는 복수의 구간별로 램프를 구동시키는 복수의 램프 구동 PCB를 포함하고, 복수의 램프 구동 PCB에는 복수의 구간마다 일측에 구비된 고전압 외부전극과, 고전압 외부전극의 타측에 구비된 기저전압 외부전극과, 고전압 외부전극과 인접한 영역에 각각 구비되어 해당 구간의 방전 오류를 방지하기 위한 피딩 라인(Feeding line)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 구동방법{BACKLIGHT UNIT AND DRIVING METHOD THE SAME}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 다수의 램프들이 병렬로 접속된 구조에 있어서, 램프들 각각의 로컬 구동이 가능한 백라이트 유닛 및 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.

따라서, 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계가 있으며, 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(Liquid Crystal Display :LCD), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP : Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD : Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표 시하는 수광성 장치이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원 즉, 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 반드시 필요하다. 액정표시장치의 광원으로 사용되는 백라이트 유닛은 원통형의 발광 램프를 배치하는 방식으로서, 에지 방식과 직하 방식으로 구분된다.

이 중 에지 방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 것으로서, 램프 유닛은 빛을 발산하는 램프, 램프의 양단에 삽입되어 램프를 보호하는 램프홀더 및 램프의 외주면을 감싸고 일측면이 도광판의 측면에 끼워져 램프에서 발산된 빛을 도광판 쪽으로 반사시켜 주는 램프 반사판을 구비한다.

이와 같이, 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 에지 방식은 주로 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로, 빛의 균일성이 좋고, 내구 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리하다.

직하 방식은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 하부커버 내측면에 복수개의 램프를 일렬로 배열시켜 액정표시패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 방식이다.

이러한, 직하 방식은 에지 방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.

직하 방식의 백라이트 유닛은 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 램프들이 공통전극에 연결되어 백라이트 유닛의 외부 인버터와 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 다수의 램프들은 모두 병렬로 연결된다.

그러나, 일반적인 직하 방식의 백라이트 유닛은 램프들의 양끝단에 전극이 배치되어 구동됨으로써, 부분적으로 높은 휘도를 나타내고자 할 경우 그 대응이 불가능한 단점이 있다.

일반적인 직하 방식의 백라이트 유닛은 갬프들을 순차적으로 점등하여 램프들이 배치된 방향으로의 휘도 제어가 가능하지만, 이는 램프가 배치된 횡축 또는 종축이 전부 밝아지는 문제가 있기에 이를 이용한 부분적인 Peak brightness 구현은 문제가 있었다.

본 발명은 다수의 램프들이 병렬로 연결된 구조의 백라이트 유닛에 있어서, 램프들 각각의 로컬 구동이 가능한 백라이트 유닛 및 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은,

복수의 램프; 및 상기 복수의 램프의 하부에 각각 배치되어 상기 램프의 길이 방향을 따라 일정 간격 구분되는 복수의 구간별로 상기 램프를 구동시키는 복수의 램프 구동 PCB;를 포함하고, 상기 복수의 램프 구동 PCB에는 상기 복수의 구간마다 일측에 구비된 고전압 외부전극; 상기 고전압 외부전극의 타측에 구비된 기저전압 외부전극; 및 상기 고전압 외부전극과 인접한 영역에 각각 구비되어 해당 구간의 방전 오류를 방지하기 위한 피딩 라인(Feeding line)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 백라이트 유닛 구동방법은,

복수의 램프와 상기 램프를 구동시키는 복수의 램프 구동 PCB를 포함하는 백라이트 유닛의 구동 방법에 있어서, 상기 램프는 길이 방향을 따라 복수의 구간으로 구분되며, 상기 복수의 구간중 방전되는 구간을 선택하는 단계; 상기 방전이 선택된 구간에 구비된 고전압 외부전극으로 고전압 교류신호가 공급되는 단계; 및 상기 고전압 외부전극의 인접한 영역에 배치된 피딩 라인(feeding line)으로 상기 고 전압 교류신호와 동일한 위상 및 크기를 가지는 교류신호를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 램프를 램프의 길이 방향을 따라 복수의 구간으로 구분하여 구동할 수 있는 구조로써, 로컬 구동이 가능한 장점을 가진다.

또한, 본 발명은 고전압이 공급되는 복수의 고전압 외부전극과 각각 인접한 영역에 복수의 피딩 라인이 구비되어 복수의 고전압 외부전극 중 서로 인접한 구간에 있어서, 전기장 간섭으로 인해 오방전 발생을 방지할 수 있는 구조로써, 로컬 구동의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직하 방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.

액정표시패널(110)은 상세히 도시되지는 않았지만, 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor) 기판 및 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 박막 트랜지스터 기판은 다수의 게이트 라인이 형성되고, 상기 다수의 게이트 라인과 교차하는 다수 의 데이터 라인이 형성되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.

백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 형태의 바텀커버(180)와, 상기 바텀커버(180) 상에 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 램프들(150)과, 상기 램프들(150) 각각의 전극이 구비된 복수의 램프 구동 PCB(160)와, 상기 램프들(150) 상에 배치된 확산 플레이트(140) 및 광학 시트들(130)을 포함한다.

도면에는 도시되지 않았지만, 바텀커버(180) 상에는 바텀커버(180) 방향으로 진행하는 광을 액정표시패널(110) 방향으로 반사시키는 반사시트(미도시)를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(120)에 구비된 램프들(150)은 외부전극 형광램프(EEFL: External Electrode Flourscent Lamp)로써, 일반적인 외부전극 형광램프(EEFL)의 양끝단에 배치된 전극이 삭제된 구조로 이루어진다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 램프들(150)은 유리관, 유리관의 내부에 봉입된 수은가스 및 유리관 내벽면에 형성된 형광물질을 포함한다. 따라서, 램프들(150)의 전극은 램프 구동 PCB(160)에 구비된다.

본 발명의 램프 구동 PCB(160)의 구조와 램프(150)의 구동방법에 관해 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 램프(150)는 램프 구동 PCB(160) 상에 배치되며, 본 발명의 램프(150)는 제1 내지 제4 구간(S1 내지 S4)으로 나뉘어진다. 여기서, 본 발명에서는 램프(150)를 제1 내지 제4 구간(S1 내지 S4)으로 구분된 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 4구간 미만 또는 5구간 이상으로 구분된 구조로 이루어질 수도 있다.

램프 구동 PCB(160)는 상기 램프(150)의 제1 구간(S1)의 일측에는 고전압 교류신호가 공급되는 제1 고전압 외부전극(161a)과, 상기 제1 고전압 외부전극(161a)과 대응되는 제1 구간(S1)의 타측에는 제1 기저전압 외부전극(163a)이 구비된다.

제1 고전압 외부전극(161a)과 제1 기저전압 외부전극(163a)은 램프(150)의 하부에 배치되며, 상기 램프(150)의 하부면으로부터 측면 방향으로 상기 램프(150)의 외부면을 감싸는 반원통 구조로 이루어진다.

램프 구동 PCB(160)의 제2 구간(S1)의 일측에는 고전압 교류신호가 공급되는 제2 고전압 외부전극(161b)과, 상기 제2 고전압 외부전극(161b)과 대응되는 제2 구간(S2)의 타측에는 제2 기저전압 외부전극(163b)이 구비된다. 여기서, 상기 제1 구간(S1)의 제1 고전압 외부전극(161a)과, 상기 제2 구간(S2)의 제2 고전압 외부전극(161b)은 서로 인접한 영역에 배치된다.

상기 제1 고전압 외부전극(161a)과 인접한 영역에는 제1 피딩 라인(Feeding Line, 165a)이 구비되며, 상기 제2 고전압 외부전극(161a)과 인접한 영역에는 제2 피딩 라인(165b)이 구비된다.

상기 제1 피딩 라인(165a)은 제1 구간(S1)의 방전 오류를 방지하기 위해 구비되며, 제2 피딩 라인(165b)은 제2 구간(S2)의 방전 오류를 방지하기 위해 구비된 다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1 구간(S1)이 방전되고, 제2 구간(S2)이 오프되는 경우, 제1 구간(S1)의 제1 고전압 외부전극(161a)에는 고전압 교류신호가 공급되며, 제2 구간(S2)의 제2 고전압 외부전극(161b)에는 고전압 교류신호가 공급되지 않는다. 즉, 제1 및 제2 고전압 외부전극(161a, 161b)에는 제1 및 제2 스위치부(167a, 167b)가 연결되어 전압원(Vs)으로부터의 고전압 교류신호가 선택적으로 공급된다.

제2 스위치부(167b)는 상세히 도시되지 않았지만, 복수의 트랜지스터(미도시)가 구비되며, 제2 구간(S2)의 오프를 위해 상기 복수의 트랜지스터는 턴-오프상태를 유지한다. 그러나, 복수의 트랜지스터의 소스-드레인의 캐패시턴스와, 상기 제2 고전압 외부전극(161b)과 인접한 제1 고전압 외부전극(161a)에 공급되는 고전압 교류신호에 간섭으로 의해 상기 제2 고전압 외부전극(161b)에는 일정 전압이 공급되며, 이에 의해 제2 구간(S2)의 방전이 일어나게 된다. 즉, 제2 구간(S2)은 제1 고전압 외부전극(161a)에 공급되는 고전압 교류신호에 의해 간섭효과로 인해 제2 스위치부(167b)가 오프된 상태에서도 제2 고전압 외부전극(161b) 부근에서는 전기장 세기가 증가하여 방전을 유지시키는 최소한의 전기장 세기보다 커지게 되어 방전이 꺼지지 않고 유지된다.

본 발명의 제2 피딩 라인(165b)은 상기 제1 고전압 외부전극(161a)으로 공급되는 고전압 교류신호와 동일한 크기 및 동일한 위상을 가지는 고전압 교류신호가 공급되며, 이에 따라 제1 고전압 외부전극(161a) 주변에서 발생하는 전기장에 의해 제2 고전압 외부전극(161b)이 영향을 받는 문제를 개선할 수 있다. 즉, 제2 피딩 라인(165b)은 제2 고전압 외부전극(161b)의 주변의 전기장 세기를 방전을 유지하기 위한 최소한의 전기장 세기보다 낮게 감소시켜 제2 구간(S2)의 방전을 소멸시킨다.

제3 및 제4 구간(S3, S4)의 구조는 상기 제1 및 제2 구간(S1, S2)의 구조 및 구동방법은 동일한 구조로써, 제3 구간(S3)에는 제3 고전압 외부전극(161c)과, 제2 기저전압 외부전극(163b)과, 상기 제3 고전압 외부전극(161c)의 인접한 영역에 제3 피딩 라인(165c)이 구비되며, 제4 구간(S4)에는 제4 고전압 외부전극(161d)과, 제3 기저전압 외부전극(163c)과, 상기 제4 고전압 외부전극(161d)의 인접한 영역에 제4 피딩 라인(165d)이 구비된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 램프(150)를 램프(150)의 길이 방향을 따라 복수의 구간으로 구분하여 구동할 수 있는 구조로써, 로컬 구동이 가능한 장점을 가진다.

또한, 본 발명은 고전압이 공급되는 제1 내지 제4 고전압 외부전극(161a 내지 161d)과 각각 인접한 영역에 제1 내지 제4 피딩 라인(165a 내지 165d)이 구비되어 제1 내지 제4 고전압 외부전극(161a 내지 161d) 중 서로 인접한 구간에 있어서, 전기장 간섭으로 인해 오방전 발생을 방지할 수 있는 구조로써, 로컬 구동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 고전압 외부전극 부근에서의 전기장 세기를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 고전압 외부전극에 공급되는 전압은 일정한 전압 레벨 이상이 되어야 방전이 된다. 여기서, 램프의 방전 시점은 방전 개시 전압과 동일하다.

또한, 램프의 방전 소멸 시점은 방전 유지 최소 전압 이하와 동일하다.

즉, 본 발명의 고전압 외부전극에는 해당 구간의 방전 소멸을 위해서 방전 유지 최소 전압 이하가 되어함을 알 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 피딩 라인은 해당 구간의 방전 소멸시에 해당 구간의 고전압 외부전극에 공급되는 구동 전압을 방전 유지 최소 전압 이하가 되도록 함으로써, 방전 오류를 개선할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 램프의 길이 방향을 따라 복수개로 구분된 구간별로 구동되는 로컬 구동에 있어서, 하나의 실시예를 통해 고전압 외부전극과 기저전압 외부전극의 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 램프의 길이방향을 따라 복수의 구간으로 로컬 구동하는 어떠한 구조도 모두 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 복수의 고전압 외부전극에 공급되는 고전압 교류신호를 제어함으로써, 로컬 구동되는 방식만을 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 기저전압 외부전극에 기저전압을 선택적으로 연결시키거나 플로팅(floating)시켜 로컬 구동되는 방식도 포함될 수 있다.

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 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직하 방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 도면이다.

도 4는 본 발명의 고전압 외부전극 부근에서의 전기장 세기를 나타낸 도면이다.

Claims (9)

1. 복수의 램프; 및

   상기 복수의 램프의 하부에 각각 배치되어 상기 램프의 길이 방향을 따라 일정 간격 구분되는 복수의 구간별로 상기 램프를 구동시키는 복수의 램프 구동 PCB;를 포함하고,

   상기 복수의 램프 구동 PCB에는 상기 복수의 구간마다 일측에 구비된 고전압 외부전극;

   상기 고전압 외부전극의 타측에 구비된 기저전압 외부전극; 및

   상기 고전압 외부전극과 인접한 영역에 각각 구비되어 해당 구간의 방전 오류를 방지하기 위한 피딩 라인(Feeding line)을 포함하고,

   상기 고전압 외부전극 각각에 연결되어 상기 복수의 구간별로 로컬 구동을 위해 해당 구간에 고전압의 교류신호를 선택적으로 공급시키는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 피딩 라인에 공급되는 교류신호는 상기 고전압 외부전극에 공급되는 고전압 교류신호의 크기와 위상이 동일한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,

   상기 기저전압 외부전극 각각에 연결되어 기저전압을 선택적으로 연결시키거나 플로팅(floating) 시키는 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 복수의 램프와 상기 램프를 구동시키는 복수의 램프 구동 PCB를 포함하는 백라이트 유닛의 구동 방법에 있어서,

   상기 램프는 길이 방향을 따라 복수의 구간으로 구분되며, 상기 복수의 구간중 방전되는 구간을 선택하는 단계;

   상기 방전이 선택된 구간에 구비된 고전압 외부전극으로 고전압 교류신호가 공급되는 단계; 및

   상기 고전압 외부전극의 인접한 영역에 배치된 피딩 라인(Feeding Line)으로 상기 고전압 교류신호와 동일한 위상 및 크기를 가지는 교류신호를 공급하는 단계;를 포함하고,

   상기 고전압 외부전극 각각에 연결되어 상기 복수의 구간별로 로컬 구동을 위해 해당 구간에 고전압의 교류신호를 선택적으로 공급시키는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1 항에 있어서,

   상기 스위칭부는 다수의 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
9. 제1 항에 있어서,

   상기 스위칭부에는 고전압 교류신호를 공급하는 전원부가 연결된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

Images