KR200225839Y1 - 액정 표시 장치용 배면 광원 모듈 - Google Patents

Abstract

액정 표시 장치용 배면 광원 모듈은 광 소자의 출력 전류를 제어하기 위하여 펄스폭 변조 신호를 제공하는 펄스폭 변조(PWM) 제어기를 포함한다. 반브리지(half bridge) 변환기는 직렬로 연결된 2개의 파워 트랜지스터를 포함한다. 상기 2개의 파워 트랜지스터 사이의 중간에 출력이 형성된다. 상기 출력은 개방과 폐쇄를 교대로 실행하기 위하여 상기 PWM 제어기로부터의 신호에 의해 제어가능하다. 공진 회로는 사인파의 전압을 발생하여 상기 광 소자에 전력을 부여한다. 피드백 회로는 저항기를 포함한다. 부하가 변할 때, 상기 피드백 회로의 저항기의 두 말단 사이에서 발생하는 전압 신호는 상기 반브리지 변환기의 파워 트랜지스터의 도전 시간을 적시에 변화시켜서 상기 광 소자를 통과하는 전류의 조절을 완성한다.

Description

액정 표시 장치용 배면 광원 모듈{BACK LIGHTING SOURCE MODULE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 고안은 LCD 모니터와 LCD 텔레비젼에 사용하기 적합한 액정 표시 장치(LCD)용 배면 광원 모듈에 관한 것이다. 상기 배면 광원 모듈은 간단하고 쉽게 변경될 수 있는 회로를 포함한다.

액정 표시 장치는 스스로 광을 방출할 수 없다. 다시 말하면, 배면 광원은 LCD의 전체 패널을 조명하기 위해 필요하다. 도 3a와 3b는 종래의 LCD용 배면 광 공급 회로를 나타낸다. 상기 회로는 펄스폭 변조(PWM) 회로를 사용하여 두개의 변압기(93과 94)를 활성화하기 위한 2세트의 트랜지스터(91과 92)를 구동하는 전브리지(full bridge) 변환기를 포함한다. 상기 변압기(93과 94)의 2차측은 서로 직렬로 연결되어 있고, 2개의 광 소자(95와 96)는 상기 변압기(93과 94)와 직렬로 연결되어 있다. 다수의 비교기(comparator) 또는 연산 증폭기로 구성된 피드백 회로(97)는 상기 광 소자(95과 96)의 전류 신호를 PWM 제어기(90)로 되돌려 보낸다. 따라서, 연속적인 피드백 제어에 의해서, 상기 광 소자(95과 96)에는 안정적으로 전원이 제공되고 일정하게 광을 방출한다.

상기에 기술한 LCD 배면 광 모듈에서, 상기 2개의 광 소자에 전원을 공급하기 위하여 2세트의 독립된 전원 장치, 즉, 최상부의 2개의 트랜지스터(91)와 하나의 변압기(93), 및 그 아래 쪽의 2개의 트랜지스터(92)와 하나의 변압기(94)가 기본적으로 형성된다. 상기 소자들은 단지 상기 PWM 제어기(90)와 상기 피드백 회로(97)를 공유한다. 전체 회로의 최적 배치를 실행하지 않고 2세트의 전원 장치를 단순히 서로 결합한 것이다. 부가적으로, 상기 회로는 고비용을 발생시키고, 큰 공간을 차지하며 복잡한 구조를 갖는 4개의 전원 트랜지스터를 사용한다.

도 4a와 4b는 LCD에 사용되는 종래의 다른 배면 광 공급 회로를 나타낸다. 상기 회로는 버크(Buck) 변환기(98)와 로이어(Royer) 변환기(99)로 구성된 2 스테이지 구조이며, 상기 구조는 저효율, 고비용이며, 공간 점유율이 높다.

본 고안의 1차 목적은 하나 이상의 광 소자에 대한 배면 광 공급을 형성하기 위하여 2개의 파워 트랜지스터만을 포함하는 LCD용 배면 광원 모듈을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수의 광 소자를 포함하는 배면 광원 모듈을 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 필요할 때 전류 제한 회로를 포함할 수 있는 배면 광원 모듈을 제공하기 위한 것으로, 그에 따라서 각각의 광 소자가 일정한 밝기를 가질 수 있도록 각각의 광 소자에서 전류의 균형을 유지한다.

본 고안의 또 다른 목적은 시동 중에 더 높은 전압을 제공하기 위한 주파수 가변의 시동 회로를 포함하는 배면 광원 모듈을 제공하기 위한 것이다. 상기 전압은 광 소자가 온(on)된 후 정상 값으로 되돌아 간다. 따라서, 상기 광 소자는 매우 빠르게 온된다.

본 고안의 다른 목적, 이점들 및 새로운 특징들은 첨부된 도면과 함께 받아 들여질 때 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 1a와 1b는 본 고안에 따른 제 1 실시예의 회로를 나타내는 도면.

도 2는 본 고안에 따른 제 2 실시예의 회로를 나타내는 도면.

도 3a와 3b는 종래의 LCD용 배면 광 공급 회로를 나타내는 도면.

도 4a와 4b는 다른 종래의 LCD용 배면 광 공급 회로를 나타내는 도면.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: PWM 제어기 11, 12: 트랜지스터

13, 14: 변압기 15: 밸런스 저항기

16: 드라이버 21, 22: 광 소자

30: 버스트 모드 40: 전류 제한 회로

41: 비교기 42: 광 커플러

60: 주파수 가변 시동 회로 65: 축전기

도 1a와 1b는 본 고안에 따른 회로의 제 1 실시예를 나타내고, 반브리지(half bridge) 변환기를 포함한다. 도 1a와 1b에 도시된 배면 광원 모듈은 펄스폭 변조(PWM) 제어기(10), 상기 반브리지 변환기를 형성하고 상기 PWM 제어기의 출력에 의해 제어되는 2개의 트랜지스터(11과 12) 및 1차측이 2개의 트랜지스터(11과 12) 사이의 중간점에 병렬로 접속된 2개의 변압기(13과 14)를 포함한다. 추가해서, 2개의 광 소자(21과 22)는 상기 변압기(13과 14)의 2차측 사이에 직렬로 접속되어 사인파를 발생시키기 위한 직렬 공진 회로를 형성한다. 상기 배면 광원 모듈은 부하 조절 회로(40)와 밝기 조절 회로(30, 버스트 모드)를 추가로 포함한다.

상기 배면 광원 모듈에 단지 2개의 트랜지스터가 있다는 것이 주목된다. 도 1b에 있는 상기 회로의 좌측부의 버스트 모드(burst mode)는 PWM 제어기(10)의 출력을 변경시킬 수 있는 제어기이다. 상기 버스트 모드(30)에 의해 출력된 사각파의 전도율을 조절함으로써, 상기 광 소자(21과 22)를 통과하는 전류 값과 광 소자(21과 22)의 밝기가 변화된다. 도 1b의 우측 하단부의 부하 조절 회로(40)는 상기 광 소자(21과 22)에 의해 출력된 전류 값을 인지하고 신호를 상기 PWM 제어기(10)로 되돌려 보내기 위한 비교기(41)와 광 커플러(42)를 포함한다.

상기 변압기(13과 14)의 2차측 사이의 접속점에 밸런스 저항기(15)가 연결된다. 상기 광 소자(21과 22) 사이의 전류 값의 차는 상기 광 소자의 전류 차를 줄이기 위해서 밸런스 저항기를 통해서 흐른다. 추가해서, 드라이버(16)는 상기 PWM 제어기(10)와 상기 트랜지스터(11과 12) 사이에 부착될 수 있다. 상기 드라이버는 선택적이다(상기 PWM 제어기(10)의 출력된 구동력의 크기에 따른다).

주파수 가변의 시동 회로(60)는 상기 PWM 제어기의 좌측에 부착되고, 축전기(61), 트랜지스터(62) 및 2개의 저항기(63과 64)를 포함한다. 상기 PWM 제어기(10)의 동작 주파수는 축전기(65)와 저항기(64)에 의해 결정된다. 전원이 켜질 때, 상기 축전기(61)는 즉시 충전되어 상기 트랜지스터(62)가 도통되고 상기 저항기(63)는 단락 회로가 되도록 한다. 상기 트랜지스터(62)는 낮은 임피던스 상태에서 높은 임피던스 상태로 점진적으로 변한다. 이 회로는 PWM의 동작 주파수를 변조시키는 동적 회로를 형성한다. 따라서, 전기의 공급이 시작될 때 높은 전압이 발생되어 상기 광 소자를 온시킨다. 상기 주파수를 동작 주파수로 전환함으로써 수초 후에 상기 출력 전압은 정격 값으로 낮아진다. 따라서, 상기 광 소자를 온시키는 것은 가속 방법으로 이루어진다.

상기 광 소자는 도 1b에 도시된 바와 같이 직렬로 접속될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 광 소자는 도 2에 도시된 바와 같이 병렬로 접속될 수 있다. 도 2의 회로와 도 1b의 회로의 차이는 도 2에 있는 상기 변압기(13와 14)의 2차측이 직렬로 접속되지 않는다는 것이다. 대신, 상기 변압기(13와 14)의 각각은 상기 각각의 광 소자를 개별적으로 구동시킨다. 각각의 세트의 출력은 2개의 광 소자(21과 23, 22와 24)와 병렬로 접속될 수 있고, 이에 따라서 4개의 광 소자를 구동하기 위한 배면 광원 모듈을 형성할 수 있다.

2개의 비교기(51와 52)와 트랜지스터(53)로 형성된 전류 제한 회로(50)가 추가될 수 있다(도 2에 있는 회로의 우측 하단부를 보라). 상기 전류 제한 회로(50)는 상기 2세트의 광 소자(21과 23, 22와 24)를 통과하는 전류 값을 수신한다. 상기 광 소자 세트 중의 하나의 세트의 전류가 정격 값을 초과했을 때, 신호는 상기 PWM 제어기로 피드백되어 상기 2세트의 광 소자(21과 23, 22와 24)의 전류 값을 자동으로 감소시킨다. 따라서, 상기 광 소자(21과 23, 22와 24)의 전류 값은 정격 값 이하로 유지되어 상기 2세트의 광 소자(21과 23, 22와 24)의 전류 값의 차이가 커지는 것을 방지할 수 있다.

상기 설명에 따라서, 본 고안은 상기 배면 광원 모듈이 단지 2개의 파워 트랜지스터를 필요로 하는 반브리지 변환기의 형태인 회로를 제공한다고 판단된다. 전체 구조는 종래의 디지인보다 더욱 간단하다. 주변 회로에 대해서, 전류 제한 회로와 주파수 가변 시동 회로는 필요에 따라 추가될 수 있다.

비록 본 고안이 그의 바람직한 실시예에 관련해서 설명되었지만, 많은 다른 가능한 수정이나 변형예가 청구항에 청구된 본 고안의 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다고 생각된다.

상기에 기술한 바와 같이, 본 고안에 따라서 종래의 디지인보다 구조적으로 간단하며 2개의 파워 트랜지스터를 사용하는 반브리지 변환기의 회로 형태인 LCD용 배면 광원 모듈을 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 액정 표시 장치용 배면 광원 모듈에 있어서,

   광 소자의 출력 전류를 제어하기 위하여 펄스폭 신호를 제공하는 펄스폭 변조(PWM) 제어기,

   직렬로 연결된 2개의 파워 트랜지스터를 포함하고, 이 2개의 파워 트랜지스터의 중간에서 형성되는 출력은 개방과 폐쇄를 교대로 실행하기 위하여 상기 PWM 제어기로부터의 신호에 의해 제어 가능한, 반브리지(half bridge) 변환기,

   상기 광 소자에 전력을 부여하기 위하여 사인파의 전압을 발생시키는 공진 회로 및

   저항기를 갖는 피드백 회로를 포함하고, 부하가 변할 때 상기 피드백 회로의 저항기의 두 말단 사이에서 발생하는 전압 신호는 상기 반브리지 변환기의 파워 트랜지스터의 도전 시간을 적시에 변화시켜서 상기 광 소자를 통과하는 전류의 조절을 완성하는 것을 특징으로 하는 배면 광원 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   변압기의 1차측이 상기 2개의 파워 트랜지스터의 출력과 병렬로 연결되고 변압기 2차측이 직렬 또는 병렬의 어느 하나로 연결된 복수의 변압기,

   전류 신호를 PWM 제어기로 되돌려 보내기 위하여 상기 광 소자로부터 전류 신호를 수신하고, 이에 따라 상기 광 소자에 공급되는 전류를 제한하는 전류 제한 회로 및

   상기 광 소자의 밝기를 조절하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 광원 모듈.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 밝기 조절 수단은 버스트 모드(burst mode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 광원 모듈.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 밝기 조절 수단은 연속 모드(continuous mode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 광원 모듈.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 2개의 변압기의 2차측의 각각은 독립적이고 개별적으로 각각의 광 소자를 구동시키는 것을 특징으로 하는 배면 광원 모듈.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 2개의 변압기의 2차측의 각각은 독립적이고 개별적으로 2개의 각각의 광 소자를 구동하여, 전체적으로는 4개의 광 소자를 구동시키는 것을 특징으로 하는 배면 광원 모듈.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 PWM 제어기의 동작 주파수의 입력 말단에 연결되고, 전기의 공급이 시작될 때 상기 광 소자가 바로 온(on)되도록 트랜지스터에 의해 형성된 동적 저항기와 충전 회로를 포함하는 주파수 가변 시동 회로를 추가로 포함하고, 상기 주파수와 상기 전압은 동작 주파수와 정격 출력 전압으로 다시 전환되는 것을 특징으로 하는 배면 광원 모듈.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 전류 제한 회로는 적어도 하나의 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 광원 모듈.