KR20040087514A

KR20040087514A - 표시 장치용 광원의 병렬 구동 장치

Info

Publication number: KR20040087514A
Application number: KR1020030021940A
Authority: KR
Inventors: 문승환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-10-14
Also published as: KR100961943B1

Abstract

본 발명은 표시 장치용 램프의 파손 시 파손되지 않은 다른 램프들을 정상 동작시키기 위한 것이다. 복수의 다이오드가 각 램프로부터 순방향으로 연결되어 있으며 이들은 서로 연결되어 있다. 직렬로 연결된 저항과 스위칭 소자 각 쌍은 다이오드의 공통 접점과 접지 사이에 병렬로 연결되어 있다. 저항과 스위칭 소자 쌍의 수효는 램프의 수효와 동일하다. 이상 감지부는 각 램프에 연결된 복수의 감지 회로를 포함하며, 각 감지 회로의 출력은 각 스위칭 소자의 제어 단자에 연결되어 있다. 각 감지 회로는 램프로부터 순방향으로 연결된 다이오드와 다이오드와 접지 사이에 병렬로 연결된 저항 및 축전기를 포함한다. 이러한 상태에서 램프 중 하나가 파손되면 전류는 작아지는 대신 저항값이 높아져 이를 보완한다. 이렇게 함으로써 램프가 파손되더라도 안전하게 구동하면서 다른 램프들을 정상 동작시킨다.

Description

표시 장치용 광원의 병렬 구동 장치{DEVICE OF DRIVING LIGHT DEVICE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 표시 장치용 광원의 병렬 구동 장치에 관한 것으로서, 특히 광원의 전류를 감지하여 피드백 제어하는 표시 장치용 광원의 병렬 구동 장치에 관한 것이다.

컴퓨터의 모니터나 TV 등에 사용되는 표시 장치(display device)에는 스스로 발광하는 음극선관(cathode ray tube, CRT), 전계 발광 소자(field emission device, FED) 등과 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 액정 표시장치(liquid crystal display, LCD) 등이 있다.

일반적인 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절하고 이렇게 함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다. 이때의 빛은 별도로 구비된 인공 광원일 수도 있고 자연광일 수도 있다.

액정 표시 장치용 광원, 즉 백라이트(backlight) 장치는 광원으로서 통상 여러 개의 형광 램프(fluorescent lamp)를 사용하며 램프를 구동하는 인버터를 포함한다. 인버터는 입력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환한 후 램프에 인가하여 점등시키고 외부로부터 입력되는 밝기 제어 전압에 따라 램프의 밝기를 조절하며, 램프에 흐르는 전류와 관련된 전압을 감지하고 감지된 전압에 기초하여 램프에 인가되는 전압을 피드백(feedback) 제어한다.

백라이트 장치는 램프의 위치에 따라서 액정 표시판의 밑에 배치된 직하형 백라이트와 가장자리에 배치된 가장자리형 백라이트로 구분된다.

그런데 이러한 백라이트 장치에는 복수의 램프가 구비되어 있고, 가격이 비싼 인버터를 적게 사용하기 위하여 여러 개의 램프를 묶어 하나의 인버터로 제어하는 병렬 구동 방식이 널리 사용되고 있다. 이러한 병렬 구동 방식에서는 일반적으로 각 램프에 흐르는 전류의 총합이 일정하게 되도록 피드백 제어한다.

그런데, 한 인버터에 연결된 램프 중에서 하나가 파손이 되어 동작하지 않는 경우 전체 전류량은 줄게 되어 있지만 인버터에서는 총 전류량이 일정하게 되도록 변압기 전압을 높이는 방향으로 제어한다.

이러한 문제를 제거하기 위하여 종래에는 각 램프의 전류를 감지하여 램프 중 어느 하나라도 전류가 흐르지 않는 경우 램프 전체의 동작을 중단시킨다.

그러나 여러 개의 램프 중 하나가 파손이 되더라도 나머지 램프는 정상으로 동작하므로 화면이 약간 어두워지기는 하겠지만 수리 전까지 사용하는 데에는 지장이 없음에도 불구하고 램프 전체의 동작을 중단하는 것은 사용자의 불편을 초래한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 램프 중 어느 일부가 파손되더라도 다른 램프들은 정상적으로 동작하게 함으로써 사용자의 불편을 줄이는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해사시도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 램프부, 이상 감지부 및 전류 감지부의 회로도이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 표시 장치용 광원 구동 장치는 병렬로 연결된 복수의 광원을 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치로서, 상기 복수의 광원에 전압을 인가하여 상기 광원을 점멸시키는 인버터, 상기 복수의 광원에 각각 연결되어 상기 광원의 이상 여부를 감지하는 복수의 이상 감지부, 상기 복수의 광원에 흐르는 총전류를 감지하여 해당하는 감지 전압을 생성하고 상기 이상 감지부로부터의 출력 신호에 기초하여 상기 감지 전압을 보정하는 전류 감지부, 그리고 외부로부터의 밝기 제어 전압과 상기 보정된 감지 전압에 기초하여 상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부를 포함한다.

상기 이상 감지부는 상기 광원의 점멸 여부를 감지하는 것이 바람직하다.

상기 전류 감지부는 적어도 하나의 저항을 포함하며, 상기 이상 감지부로부터의 신호에 기초하여 소등된 광원의 수를 판단하고 소등된 광원의 수에 비례하여 상기 저항의 저항값을 조절한다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 저항은 병렬로 연결되어 있는 복수의 저항을 포함하고, 상기 전류 감지부는 상기 저항에 직렬로 연결되어 있는 복수의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자는 상기 각 이상 감지부로부터의 신호에 따라 턴온 또는 턴 오프된다.

상기 전류 감지부는 상기 복수의 광원에 각각 연결되어 있으며 상기 저항의 공통 접점에 연결되어 있는 복수의 다이오드를 더 포함할 수 있다.

상기 인버터 제어부는 상기 이상 감지부로부터의 출력에 기초하여 상기 광원 모두가 소등일 경우에는 상기 램프의 구동을 중지하도록 상기 인버터를 제어하는 것이 바람직하다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여, 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 액정 표시판 조립체(300)에 빛을 조사하는 램프부(910), 램프부(910)에 연결된 인버터(920), 이상 감지부(940) 및 전류 감지부(950), 이상 감지부(940) 및 전류 감지부(950)에 연결되어 있는 인버터 제어부(930), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(signal controller)(600)를 포함한다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 구조적으로 보면, 표시부(330)와 백라이트부(340)를 포함하는 액정 모듈(350)과 액정 모듈(350)을 수납하는 전면 및 후면 케이스(361, 362)를 포함한다.

표시부(330)는 액정 표시판 조립체(300)와 이에 부착된 게이트 FPC(flexible printed circuit) 기판(410) 및 데이터 FPC 기판(510), 그리고 해당 FPC 기판(410, 510)에 부착되어 있는 게이트 PCB(printed circuit board)(450) 및 데이터PCB(550)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 구조적으로 볼 때 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함하며, 도 1에 도시한 바와 같이 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소는 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G₁-G_n) 및 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C_ST)에연결되어 있다.

액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.

액정 축전기(C_LC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 3에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

도 2에서 백라이트부(340)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있는 복수의 램프(341)와 조립체(300)와 램프(341) 사이에 위치하며 램프(341)로부터의 빛을 조립체(300)로 유도 및 확산하는 도광판(342) 및 복수의 광학 시트(343), 그리고 램프(341)의 하부에 위치하며 램프(341)로부터의 빛을 조립체(300) 쪽으로 반사시키는 반사판(344)을 포함한다.

램프(341)는 도 1에서 램프부(910)로 나타나 있으며, 본 실시예에서는 램프(341)로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), EEFL(external electrode fluorescent lamp) 등 형광 램프를 사용한다. 그러나 발광 다이오드(LED) 등도 램프로서 사용될 수 있다.

도 1의 인버터(920), 인버터 제어부(930), 이상 감지부(940) 및 전류 감지부(950)는 별도로 장착된 인버터 PCB(도시하지 않음)에 구비될 수도 있고 게이트 PCB(450)나 데이터 PCB(550)에 구비될 수도 있다. 이상 감지부(940) 및 전류 감지부(950)에 대해서는 뒤에서 상세하게 설명한다.

계조 전압 생성부(800)는 데이터 PCB(550)에 구비되어 있으며 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 칩의 형태로 각 게이트 FPC 기판(410) 위에 장착되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 칩의 형태로 각 데이터 FPC 기판(510) 위에 장착되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 일부를 선택하여 데이터 전압으로서 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 게이트 구동부(400) 및/또는 데이터 구동부(500)는 칩의 형태로 하부 표시판(100) 위에 장착되며, 또 다른 실시예에 따르면 하부 표시판(100)의 다른 소자들과 동일한 공정으로 형성된다. 이 두 가지 경우 게이트 PCB(450)와 게이트 FPC 기판(410)은 생략될 수 있다.

신호 제어부(600)는 데이터 PCB(550) 또는 게이트 PCB(450)에 구비되어 있으며, 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 공급한다.

한편, 액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200)의 바깥 면에는 램프(341)에서 나오는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(V_sync)와 수평 동기 신호(H_sync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(V_com)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.

계조 전압 생성부(800)는 인버터(920)로부터의 램프 상태 신호(LS)에 따라 값이 변화하는 복수의 계조 전압을 생성하여 데이터 구동부(500)에 공급한다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(V_on)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.

하나의 게이트선(G₁-G_n)에 게이트 온 전압(V_on)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴온되어 있는 동안[이 기간을 "1H" 또는 "1 수평 주기(horizontal period)"이라고 하며 수평 동기 신호(H_sync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(400)는 각 데이터 전압을 해당 데이터선(D₁-D_m)에 공급한다. 데이터선(D₁-D_m)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.

화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(V_com)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 램프(341)에서 나와 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전").

한편, 인버터(920)는 인버터 제어부(930)로부터의 인버터 제어 신호(ICS)에 따라 직류인 인버터 구동 전압(VIN)을 교류 전압으로 변환 및 변압하여 램프부(910)에 인가하여 램프부(910)를 점멸시킨다.

이상 감지부(940)는 램프부(910)의 각 램프의 이상 여부, 특히 점멸 상태를 감지하여 해당하는 신호를 전류 감지부(950)에 공급한다.

전류 감지부(950)는 램프부(910)에 흐르는 전체 전류를 감지하여 해당하는 감지 신호를 생성하고 이상 감지부(940)로부터의 신호에 기초하여 이를 보정한 후 인버터 제어부(930)에 피드백 신호(VFB)로서 제공한다.

인버터 제어부(930)는 전류 감지부(950)로부터의 피드백 신호(VFB)를 기준 신호와 비교하고 그 결과에 따라 인버터(920)의 동작을 제어하는 인버터 제어 신호(ICS)를 인버터(920)에 인가한다. 이때, 기준 신호는 외부로부터 입력되는 밝기 제어 전압(V_dim)이거나 이에 기초하여 만들어진 신호이다. 이때, 피드백 신호(VFB)가 기준 신호보다 낮으면 램프부(910)에 더욱 높은 전압이 인가되도록 변압기 전압을 높여 주고 반대로 피드백 신호(VFB)가 기준 신호보다 높으면 램프부(910)에 인가되는 전압이 낮아지도록 변압기 전압을 낮춘다. 이때, 인버터 제어부(930)는 각 램프부(910)에 인가되는 전류의 총합이 항상 일정하도록 제어한다.

밝기 제어 전압(V_dim)은 사용자가 조절할 수 있는 별도의 입력 장치에서 직접 입력될 수도 있고 신호 제어부(600)를 통하여 입력될 수도 있다.

그러면 본 발명의 실시예에 따른 이상 감지부(940)와 전류 감지부(950)의 동작에 대하여 도 4를 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 램프부(910)는 복수의 램프(L1-L4)와 각 램프(L1-L4)와 인버터(920) 사이에 연결된 복수의 축전기(C1-C4)를 포함한다. 본 실시예에서 축전기(C1-C4)는 발라스트 축전기(ballast capacitor)이고 램프(L1-L4)는 CCFL이다. 그러나 EEFL도 램프(L1-L4)로 사용할 수 있다. 도 4에는 4개의 램프(L1-L4)가 도시되어 있지만 그 수효는 이에 한정되지 않는다.

전류 감지부(950)는 복수의 다이오드(D1-D4)와 복수의 저항(R1-R4) 및 복수의 스위칭 소자(Q1-Q4)를 포함한다. 각 다이오드(D1-D4)는 각 램프(L1-L4)로부터 순방향으로 연결되어 있으며, 서로 연결되어 있다. 직렬로 연결된 각 쌍의 저항(R1-R4)과 스위칭 소자(Q1-Q4)는 다이오드(D1-D4)의 공통 접점과 접지 사이에병렬로 연결되어 있다. 저항(R1-R4)과 스위칭 소자(Q1-Q4) 쌍의 수효는 램프의 수효와 동일하다. 도 4에서 스위칭 소자(Q1-Q4)는 NPN 바이폴라 트랜지스터이지만, 이와는 달리 PNP 바이폴라 트랜지스터나 모스 트랜지스터를 사용해도 무방하다. 단, PNP 트랜지스터나 P채널 모스 트랜지스터를 사용하는 경우에는 이들의 제어 단자에 낮은 전압이 인가되도록 감지 회로(941-944)를 설계해야 함은 당업자에게 자명하다.

이상 감지부(940)는 각 램프(L1-L4)에 연결된 복수의 감지 회로(941-944)를 포함하며, 각 감지 회로(941-944)의 출력은 전류 감지부(950)의 각 스위칭 소자(Q1-Q4)의 제어 단자에 연결되어 있다. 각 감지 회로(941-944)는 램프(L1-L4)로부터 순방향으로 연결된 다이오드(D)와 다이오드(D)와 접지 사이에 병렬로 연결된 저항(R) 및 축전기(C)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 각 장치(941-944, 950)의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 인버터(920)로부터의 램프 구동 전압(LDS)이 램프부(910)에 인가되면, 각 축전기(C1-C4)에 의해 인버터(920)로부터의 출력 전압이 그대로 각 램프(L1-L4)의 양단에 인가되어 램프(L1-L4)가 점등된다.

이때, 축전기(C1-C4)는 각각 일정한 부하를 갖고 있어 해당 램프(L1-L4)에 전류가 과도하게 흐를 경우 전류를 제한하는 전류 제한 소자로 작용한다.

각 램프(L1-L4)로부터의 전류는 이상 감지부(940)의 각 감지 회로(941-944)의 다이오드(D)에 의해 반파 정류된 후 전류 감지부(950)의 각 스위칭 소자(Q1-Q4)에 인가된다. 감지 회로(941-944)의 저항(R)은 출력 전압을 정해주고 축전기(C)는입력 전압의 고주파 성분을 제거해 주어 안정된 전압이 인가될 수 있도록 하는 역할을 한다.

각 램프(L1-L4)로부터의 전류는 또한 전류 감지부(950)의 다이오드(D1-D4)에 의하여 반파 정류된 후 합쳐진다. 즉, 각 램프(L1-L4)의 관전류를 I1-I4라고 하면, 총 전류(It)는

It=I1+I2+I3+I4

로 주어진다.

각 램프(L1-L4)가 정상 동작을 하는 상황에서는 전류 감지부(950)의 모든 스위칭 소자(Q1-Q4)가 턴온 상태에 있으므로 모든 저항(R1-R4)에 전류가 흐른다. 이때의 합성 저항(Rt)는,

Rt=1/(1/R1+1/R2+1/R3+1/R4)

가 되고 결국 출력 전압(Vsense)은

Vsense=It×Rt=(I1+I2+I3+I4)/(1/R1+1/R2+1/R3+1/R4)

가 된다. 이러한 전류 감지부(950)의 출력 전압(Vsense)은 다이오드를 이용하는 정류 회로를 거쳐 피드백 신호(VFB)로서 인버터 제어부(930)에 제공된다.

예를 들어, 램프(L4)의 관전류 경로가 차단되었다고 하자.

그러면 총 전류(It)는

It=I1+I2+I3

로 줄어든다. 또한 스위칭 소자(Q4)가 턴오프되어 저항(R4)에 전류가 흐르지 못하므로 합성 저항(Rt)은 커진다. 즉,

Rt=1/(1/R1+1/R2+1/R3)

가 된다. 결국 출력 전압(Vsense)은

Vsense=It×Rt=(I1+I2+I3)/(1/R1+1/R2+1/R3)

가 되어 원래의 값을 거의 유지하게 된다.

예를 들어, R1=R2=R3=R4=R0로 설정했을 때, I1=I2=I3=I4=I0라고 하자. 모든 램프(L1-L4)가 정상 동작을 할 때는, It=4I0, Rt=R0/4이므로,

Vsense=It×Rt=I0×R0

가 된다. 하나의 램프가 차단되면 It=3I0, Rt=R0/3이므로, 역시

V'sense=It×Rt=I0×R0

가 되고, 두 개의 램프가 차단되면 It=2I0, Rt=R0/2이므로, 역시

V''sense=It×Rt=I0×R0

가 되며, 세 개의 램프가 차단되면 It=I0, Rt=R0이므로, 역시

V'''sense=It×Rt=I0×R0

가 된다. 결국,

Vsense=Vsense'=Vsense''=Vsense'''

이므로 모든 경우에 동일한 출력 전압이 나오며 일정한 피드백 전압이 인버터 제어부(920)에 공급된다.

따라서 램프(L1-L4)가 파손되더라도 인버터 제어부(920)가 변압기의 전압을 올리는 동작을 막을 수 있으므로 전기적인 안정성을 유지하면서 램프부(910)는 계속해서 빛을 공급할 수 있다.

한편, 이상 감지부(940)의 감지 회로(941-943)의 출력을 NOR 게이트로 연결하고 그 출력을 인버터 제어부(930)에 제공하여 모든 램프(L1-L4)가 파손되었을 때에는 더 이상 램프(L1-L4)에 전압을 공급하지 않도록 할 수 있다.

예를 들면, 감지 회로(941, 942)의 출력을 제1 NOR 게이트의 두 입력으로 하고 감지 회로(943, 944)의 출력을 제2 NOR 게이트의 두 입력으로 하고, 제1 및 제2 NOR 게이트의 출력을 NAND 게이트의 두 입력으로 하면, 모든 램프(L1-L4)가 파손되어 감지 회로(941-944)의 모든 출력이 0이 되었을 때에만 NAND 게이트 출력이 0이 되므로 이 신호를 인버터 제어부(920)에 피드백함으로써 인버터 제어부(930)가 인버터(920)의 램프 구동 동작을 멈추게 할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 램프 중 어느 일부가 파손되더라도 다른 램프들은 정상적으로 동작하게 함으로써 사용자의 불편을 줄일 수 있다. 또한 모든 램프가 파손되었을 때에는

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

병렬로 연결된 복수의 광원을 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치로서,

상기 복수의 광원에 전압을 인가하여 상기 광원을 점멸시키는 인버터,

상기 복수의 광원에 각각 연결되어 상기 광원의 이상 여부를 감지하는 복수의 이상 감지부,

상기 복수의 광원에 흐르는 총전류를 감지하여 해당하는 감지 전압을 생성하고 상기 이상 감지부로부터의 출력 신호에 기초하여 상기 감지 전압을 보정하는 전류 감지부, 그리고

외부로부터의 밝기 제어 전압과 상기 보정된 감지 전압에 기초하여 상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부

를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제1항에서,

상기 이상 감지부는 상기 광원의 점멸 여부를 감지하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제1항에서,

상기 전류 감지부는 적어도 하나의 저항을 포함하며, 상기 이상 감지부로부터의 신호에 기초하여 소등된 광원의 수를 판단하고 소등된 광원의 수에 비례하여상기 저항의 저항값을 조절하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제3항에서,

상기 전류 감지부는 상기 저항에 직렬로 연결되어 있는 복수의 스위칭 소자를 포함하며,

상기 스위칭 소자는 상기 각 이상 감지부로부터의 신호에 따라 턴온 또는 턴 오프되는

표시 장치용 광원의 구동 장치.
제4항에서,

상기 전류 감지부는 상기 복수의 광원에 각각 연결되어 있으며 상기 저항의 공통 접점에 연결되어 있는 복수의 다이오드를 더 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제1항에서,

상기 인버터 제어부는 상기 이상 감지부로부터의 출력에 기초하여 상기 광원 모두가 소등일 경우에는 상기 램프의 구동을 중지하도록 상기 인버터를 제어하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.