KR20030097508A

KR20030097508A - 액정 표시 장치용 백라이트 장치

Info

Publication number: KR20030097508A
Application number: KR1020020034906A
Authority: KR
Inventors: 강문식; 이인성; 한송이
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2003-12-31
Also published as: KR100859519B1

Abstract

본 발명은 임펄스 구동 방식이 적용되는 액정 표시 장치에서 하나의 인버터 회로로 적어도 둘 이상의 램프를 구동할 수 있는 액정 표시 장치용 백라이트(backlight) 장치에 관한 것이다.

본 발명의 액정 표시 장치용 백라이트 장치는, 하나의 인버터 회로에 적어도 둘 이상의 램프를 연결시키고, 각 램프의 콜드 단자에 연결된 스위칭 소자에 의해 각 램프의 발광을 제어하며, 각 스위칭 소자의 스위칭 상태는 그래픽 정보에 동기화된 제어신호에 의해 제어되도록 함으로써, 임펄스 구동 방식을 구현한다는 점에 특징이 있다.

Description

액정 표시 장치용 백라이트 장치{A BACKLIGHT APPARATUS FOR A LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 표시 장치용 백라이트 장치(backlight appratus)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 임펄스 구동 방식이 적용되는 액정 표시 장치에서 하나의 인버터 회로로 적어도 둘 이상의 램프를 구동할 수 있는 백라이트 장치에 관한 것이다.

최근, 퍼스널 컴퓨터(personal computer)나 텔레비전 등의 경량화, 박형화에 따라 표시 장치 분야에도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구를 충족시키기 위하여 음극선관(CRT : cathode-ray tube) 대신에 액정 표시 장치(LCD : liquid crystal display)와 같은 플랫 패널 표시 장치(flat panel display)가 개발되어 컴퓨터용 표시장치, 액정 텔레비젼 등의 다양한 분야에서 실용화되고 있다.

액정 표시 장치의 패널은 매트릭스 형태로 화소 패턴이 형성된 기판과 그에 대향하는 기판으로 이루어진다. 상기 두 기판 사이에는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질이 주입된다. 상기 두 기판 사이에는 전계가 인가되고, 이 전계의 세기를 조절함으로써 기판을 투과하는 빛의 양이 제어되어 원하는 화상(image)에 대한 표시가 이루어진다.

한편, 액정 표시 장치가 텔레비젼에 적용됨에 따라 고속 응답의 필요성이 대두되었다. 이러한 고속 응답을 위해 여러 가지 방법이 제시되고 있으며, 특히 백라이트 부분에서는 임펄스(impulse) 구동 방식이 알려져 있다. 상기 임펄스 구동 방식은 백라이트를 주기적으로 모니터의 그래픽 정보와 동기화시켜서 온/오프하는 기술이다. 이렇게 함으로써, 액정 표시 장치를 텔레비젼에 적용하더라도 기존의 텔레비젼에서 전자파를 점주사하는 것과 유사한 화질 특성을 얻을 수 있다.

그러나, 상기 임펄스 구동 방식에서는 램프의 온/오프를 반복함으로 인해 휘도의 손실이 발생하며, 이러한 휘도 손실을 보상하기 위한 대책이 필요하다. 상기 휘도 손실을 보상하기 위한 방법으로는 램프에 흐르는 관전류를 증가시키는 방법과 램프의 갯수를 증가시키는 방법이 있다. 위에서 설명된 램프의 관전류를 증가시키는 방법은 관전류의 증가로 인해 램프의 수명이 감소한다는 한계가 있다. 한편, 램프의 갯수를 증가시키는 방법은 제조 원가가 상승한다는 문제가 있을 뿐만 아니라,램프를 구동하기 위한 인버터 회로가 추가되어야 하므로, 액정 표시 장치내에서 차지하는 공간도 커지는 문제를 발생시킨다.

본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경 하에서 종래의 기술적 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 임펄스 구동 방식이 적용되는 액정 표시 장치에서 하나의 인버터 회로로 적어도 둘 이상의 램프를 구동할 수 있는 액정 표시 장치용 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 장치의 전체 구성도.

도 2는 상기 도 1에 도시된 램프를 제어하기 위한 신호의 파형도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 인버터 회로 2 : 제1램프

3 : 제2램프 SW1, SW2 : 스위칭 소자

R1 ~ R4 : 저항 C : 캐패시터

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치용 백라이트 장치는,

램프의 방전을 구동하기 위한 에너지를 생성하여 전류 형태로 출력시키는 인버터 회로;

상기 인버터 회로에서 출력된 전압을 램프가 점등된 후에는 강하시키며 전류의 직류 성분을 제거시켜 인버터의 동작을 안정시키는 캐패시터;

상기 캐패시터에 대해 서로 병렬로 연결되어 있는 제1 및 제2램프;

두 개의 병렬 연결된 저항으로 구성되어, 상기 제1 및 제2램프에 각각 연결되는 제1 및 제2저항부; 및,

상기 제1 및 제2저항부 각각의 상기 병렬 연결된 두 저항 중 어느 하나의 경로에 위치하며, 상기 제1 및 제2램프의 방전 여부를 제어하기 위한 제1 및 제2스위칭 소자를 포함한다.

상기한 액정 표시 장치용 백라이트 장치에서는, 하나의 인버터 회로에 적어도 둘 이상의 램프를 연결시키고, 각 램프의 발광을 스위칭 소자에 의해 제어하며, 각 스위칭 소자의 스위칭 상태는 그래픽 정보에 동기화된 제어신호에 의해 제어되도록 함으로써, 임펄스 구동 방식을 구현한다는 점에 특징이 있다.

상기 설명된 본 발명의 목적, 기술적 구성 및 그 효과는 아래의 실시예에 대한 설명을 통해 보다 명백해질 것이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 장치의 전체 구성이 도시되어 있고, 도 2에는 상기 도 1에 도시된 램프를 제어하기 위한 신호의 파형이 도시되어 있다.

상기 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 장치는 인버터 회로(1), 캐패시터(C), 제1 및 제2램프(2, 3)로 구성되며, 상기 각 램프(2, 3)의 콜드(cold) 단자에는 서로 병렬 연결된 두 개의 저항(R1, R2)과 두 개의 저항(R3, R4)이 각각 연결되어 있다. 상기 저항(R2, R3)이 위치한 경로에는 스위칭 소자(SW1, SW2)가 각각 연결되어 있다. 상기 스위칭 소자(SW1, SW2)는 트랜지스터 소자 등으로 구현될 수 있으며, 스위칭 상태의 제어는 도시하지 않은 타이밍 제어부(timing control IC)에서 제공되는 그래픽 정보에 동기화된 온/오프 신호에 의해 이루어진다. 상기 각 램프(2, 3)의 인버터 회로(1)측 단자는 핫(hot) 단자이고, 그 반대측 단자는 콜드(cold) 단자이다. 상기 핫 단자에는 시동시에 약 1500V 이상의 고전압이 인가되고 동작중에는 800V 이상의 전압이 인가되므로, 스위칭 소자를 연결하여 램프의 온/오프를 제어하기는 어렵다. 따라서, 본 발명에서와 같이, 콜드 단자에 스위칭 소자를 연결하여 램프를 온/오프시키는 것이 보다 바람직하다.

상기 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치에서는 두 개의 램프(2, 3)가 하나의 인버터 회로(1)에 의해 구동되는 구조가 표현되어 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않으며, 적어도 둘 이상의 램프가 하나의 인버터 회로에 연결될 수 있으며, 이 경우에 각 램프에는 서로 병렬 연결된 두 개의 저항 및 하나의 스위칭 소자로 이루어진 경로가 연결된다. 그리고, 이들 각 스위칭 소자는 위에서와 마찬가지로 타이밍 제어부에서 제공되는 그래픽 정보에 동기화된 온/오프 신호에 의해 이루어지며, 램프의 갯수에 따라 온/오프 신호의 듀티비(duty ratio)가 조정된다.

상기 인버터 회로(1)는 일반적인 벅-로이어 인버터(Buck-Royer inverter) 또는 풀-브리지 인버터(Full-Bridge inverter) 등으로 구현될 수 있다. 상기 인버터 회로(1)는 내부에 포함된 트랜스에 의해 상기 제1 및 제2램프(2, 3)를 구동하기 위한 전류를 생성하여 상기 캐패시터(C)를 통해 상기 제1 및 제2램프(2, 3)에 각각 인가한다. 즉, 상기 인버터 회로(1)는 램프(2, 3)를 구동하기 위한 에너지를 생성한다. 상기 인버터 회로(1)에서 출력된 전류는 캐패시터(C)에 의해 전압으로 변환된 후, 상기 제1 및 제2램프(2, 3)에 각각 인가된다. 상기 제1 및 제2램프(2, 3)는 상기 인버터 회로(1) 및 캐패시터(C)를 통해 전달된 에너지에 따라 소정의 휘도로 발광한다. 물론, 상기 제1 및 제2램프(2, 3)의 발광은 스위칭 소자(SW1, SW2)가 모두 온 상태일 경우에만 발광한다. 본 실시예에서와 같이, 두 개의 램프(2, 3)가 적용될 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 두 램프(2, 3)가 교대로 온/오프되도록 스위칭 제어가 이루어진다. 앞서 설명한 바와 같이, 도시하지 않은 타이밍 제어부에서 제공되는 스위칭 신호에 의해 상기 스위칭 소자(SW1, SW2)가 제어되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 램프(2, 3)가 서로 교대로 온/오프되도록 제어된다.

한편, 병렬 연결된 두 개의 저항(R1, R2)과 두 개의 저항(R3, R4)에서 스위칭 소자가 연결되지 않은 경로에 위치한 저항(R1, R4)의 저항값은 스위칭 소자가 연결된 경로에 위치한 저항(R2, R3)의 저항값보다 더 크다. 그리고, 상기 저항(R1, R4)의 저항값은 대응하는 램프(2, 3)의 내부 저항값보다 더 크다. 따라서, 스위치(SW1, SW2)가 오프되면, 상기 저항(R1, R4)에 의해 에너지가 모두 흡수되어 램프(2, 3)는 발광이 중지된다.

이상으로 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 하나의 인버터 회로에 적어도 둘 이상의 램프를 연결시키고, 각 램프의 발광을 스위칭 소자에 의해 제어하며, 각 스위칭 소자의 스위칭 상태는 그래픽 정보에 동기화된 제어신호에 의해 제어되도록 함으로써, 임펄스 구동 방식을 구현한 액정 표시 장치용 백라이트 장치를 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

램프의 방전을 구동하기 위한 에너지를 생성하여 전류 형태로 출력시키는 인버터 회로;

상기 인버터 회로에서 출력된 전압을 램프가 점등된 후에는 강하시키며 전류의 직류 성분을 제거시켜 인버터의 동작을 안정시키는 캐패시터;

상기 캐패시터에 대해 서로 병렬로 연결되어 있는 제1 및 제2램프;

상기 인버터 회로에서 출력된 전류를 전압으로 변환시키는 캐패시터;

상기 캐패시터에 의해 전압으로 변환된 에너지에 의해 발광 동작을 수행하며, 상기 캐패시터에 대해 서로 병렬로 연결되어 있는 제1 및 제2램프;

두 개의 병렬 연결된 저항으로 구성되어, 상기 제1 및 제2램프에 각각 연결되는 제1 및 제2저항부; 및,

상기 제1 및 제2저항부 각각의 상기 병렬 연결된 두 저항 중 어느 하나의 경로에 위치하며, 상기 제1 및 제2램프의 방전 여부를 제어하기 위한 제1 및 제2스위칭 소자를 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2스위칭 소자는 타이밍 제어부에서 생성된 그래픽 정보에 동기화된 온/오프 신호에 의해 스위칭 상태가 제어됨을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백라이트 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2스위칭 소자는 상기 제1 및 제2램프를 교대로 온/오프시키도록 제어함을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백라이트 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2저항부 각각의 병렬 연결된 두 저항의 저항값은 스위칭 소자가 위치하지 않는 경로 상에 있는 저항의 저항값이 스위칭 소자가 위치하는 경로 상에 있는 저항의 저항값보다 더 크도록 설정됨을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백라이트 장치.
제4항에 있어서,

상기 제1 및 제2저항부 각각의 병렬 연결된 두 저항의 저항값은 스위칭 소자가 위치하지 않는 경로 상에 있는 저항의 저항값이 대응하는 램프의 내부 저항보다 더 크도록 설정됨을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백라이트 장치.
제1항에 있어서,

상기 캐패시터에 대해 서로 병렬로 연결되며, 상기 캐패시터에 의해 전압으로 변환된 에너지에 의해 발광 동작을 수행하는 적어도 하나 이상의 램프;

두 개의 병렬 연결된 저항으로 구성되어, 상기 적어도 하나 이상의 램프에각각 연결되는 적어도 하나 이상의 저항부; 및,

상기 적어도 하나 이상의 저항부 각각의 상기 병렬 연결된 두 저항 중 어느 하나의 경로에 위치하며, 상기 대응하는 램프의 방전 여부를 제어하기 위한 스위칭 소자를 더 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 장치.