KR20050015804A - 백라이트 어셈블리와 이를 갖는 액정 표시 장치 - Google Patents

백라이트 어셈블리와 이를 갖는 액정 표시 장치

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KR20050015804A
KR20050015804A KR1020030054768A KR20030054768A KR20050015804A KR 20050015804 A KR20050015804 A KR 20050015804A KR 1020030054768 A KR1020030054768 A KR 1020030054768A KR 20030054768 A KR20030054768 A KR 20030054768A KR 20050015804 A KR20050015804 A KR 20050015804A
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Abstract

오존이 발생되는 임계 전압 미만의 교류전원을 제공하는 백라이트 어셈블리와 이를 갖는 액정 표시 장치가 개시된다. 램프 구동부는 제어부 및 전원출력부를 포함하여 외부로부터 입력되는 전원전압을 변환하여 출력하고, 발광부는 복수개의 형광램프가 병렬 연결된 램프유니트로 이루어져, 변환된 전원전압에 응답하여 광을 발생한다. 제어부는 외부로부터 제공되는 온/오프 신호와, 디밍 신호를 근거로 정전압의 출력을 제어하고, 전원출력부는 제어부의 제어에 응답하여 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 전압이 램프유니트에 공급되도록 전원전압을 교류전원으로 변환하여 램프유니트에 제공한다. 이에 따라, 램프의 수명에 미치는 악영향을 최소화할 뿐만 아니라, 오존의 농도 이하에서 액정 표시 장치에 채용되는 백라이트 어셈블리를 구동할 수 있다.

Description

백라이트 어셈블리와 이를 갖는 액정 표시 장치{BACKLIGHT ASSEMBLY, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 어셈블리와 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 교류전원을 제공하는 백라이트 어셈블리와 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치가 대형화됨에 따라, 고휘도와 고효율을 보장하면서, 장수명과 경량화를 가져다 줄 수 있는 백 라이트 어셈블리의 개발 요구에 부응하여 무전극 유리관에 관외전극을 형성한 관외전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp; 이하 EEFL)가 개발되었다.
도 1a 내지 도 1d는 일반적인 관외전극 형광램프를 설명하기 위한 도면들이다. 도 1a는 벨트형 관외전극 형광램프(10)로서 유리관 원통(12)에 복수의 쌍으로 벨트전극(14, 14')이 설치되고, 각각의 벨트전극의 길이를 작게 하여 수 MHz 이상의 고주파에 의해 구동된다. 이러한 벨트형 EEFL은 유리관의 원통(12)에 전극을 설치하므로 유리관 중간 부위에도 전극(16, 16')을 설치할 수 있다는 장점이 있다.
최근에 벨트형의 관외전극 형광램프를 반사판 위에 직하형으로 배치하는 방식으로 백 라이트를 구성하고, 이를 수 MHz의 고주파 구동에 의하여 관외전극 형광램프가 수 10,000[cd/m2]의 고휘도를 달성하였다. 특히, 고주파 구동에서 유리관의 길이가 긴 경우는 유리관의 중간 부위에 벨트형 전극을 설치할 수도 있다.
도 1b는 금속 캡슐형 관외전극 형광램프(20)로서, 유리관(22) 끝에 금속 캡슐(24, 24')을 접합한 형태이며, 금속 캡슐 내부에 강유전체를 도포한다. 이는 미국 특허 USPN 2,624,858(1953.6.6)에 나타나 있다. 이러한 금속 캡슐을 채용한 방식은 유리 관경이 큰 경우에 채용된다.
이외에도 고휘도 및 고효율을 목적으로 도 1c 및 도 1d에 도시한 바와 같이, 유리관 양끝이 중간 부위보다 넓은 공간을 형성한 양끝 부풀린 형 관외전극 형광램프(30, 40)가 있다.
하지만, 램프의 휘도를 높이려면 램프의 관전류를 높여야 하는데, 특히, EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)의 경우 관전류를 증가시키면 관전압이 증가하는 특성을 갖고서 외부 전극이 외부에 노출되어 있으므로, 공기중 산소와 코로나(Corona) 방전을 일으켜 오존을 발생하기 쉽다. 또한 상기 코로나 방전이 발생시 외부 전극의 손상을 받으므로, EEFL 수명에도 영향을 준다.
따라서, EEFL를 갖는 백라이트 어셈블리를 채용하는 액정 표시 장치에서는 유해 요소 및 제품의 수명을 위해 반드시 오존을 줄여야 한다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 교류전원을 제공하여 외부 전극의 손상을 차단하기 위한 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 백라이트 어셈블리와 이를 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 백라이트 어셈블리는, 외부로부터 입력되는 전원전압을 변환하여 출력하는 램프 구동부; 및 복수개의 형광램프가 병렬 연결된 램프유니트로 이루어져, 상기 변환된 전원전압에 응답하여 광을 발생하는 발광부를 포함하고,
상기 램프 구동부는 외부로부터 제공되는 온/오프 신호와, 디밍 신호를 근거로 정전압의 출력을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 응답하여 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 전압이 상기 램프유니트에 공급되도록 상기 전원전압을 교류전원으로 변환하여 상기 램프유니트에 제공하는 전원출력부를 포함한다.
또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 하나의 특징에 따른 백라이트 어셈블리는, 외부로부터 입력되는 전원전압을 변환하여 출력하는 램프 구동부; 및 일단이 그라운드된 복수개의 관외전극 형광램프가 병렬 연결된 램프유니트로 이루어져, 상기 변환된 전원전압에 응답하여 광을 발생하는 발광부를 포함하고,
상기 램프 구동부는 외부로부터 제공되는 온/오프 신호와, 디밍 신호를 근거로 정전압의 출력을 제어하는 스위칭 신호를 출력하는 제어부; 상기 스위칭 신호에 응답하여 상기 전원전압의 출력을 온/오프 제어하는 스위칭 소자; 및 상기 스위칭 소자를 경유하는 전원전압을 교류전원으로 변환하고, 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 전압이 상기 램프유니트에 공급되도록 상기 교류전원을 승압하여 상기 램프유니트의 타단에 제공하는 전원출력부를 포함한다.
또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 하나의 특징에 따른 백라이트 어셈블리는, 외부로부터 입력되는 전원전압을 변환하여 출력하는 램프 구동부; 및 복수개의 관외전극 형광램프가 병렬 연결된 램프유니트로 이루어져, 상기 변환된 전원전압에 응답하여 광을 발생하는 발광부를 포함하고,
상기 램프 구동부는 외부로부터 제공되는 온/오프 신호와, 디밍 신호를 근거로 정전압의 출력을 제어하는 스위칭 신호를 출력하는 제어부; 상기 스위칭 신호에 응답하여 전원전압의 출력을 온/오프 제어하는 스위칭 소자; 및 상기 스위칭 소자를 경유하는 전원전압을 교류전원으로 변환하고, 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 전압이 상기 램프유니트에 공급되도록 상기 교류전원을 승압하여 상기 램프유니트의 양단간에 제공하는 전원출력부를 포함한다.
또한, 상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 액정 표시 장치는, 외부로부터 전원전압을 변환하여 출력하는 램프구동부와, 상기 램프구동부로부터 제공되는 전원을 근거로 광을 발생하는 발광부과, 상기 발광부로부터 제공되는 광의 휘도를 향상시키기 위한 광조절부를 갖는 백라이트 어셈블리; 및 상기 광조절부의 상면에 위치하고, 상기 광조절부를 통해 상기 발광부로부터의 제공되는 광을 근거로 영상을 디스플레이하는 디스플레이 어셈블리를 포함하고,
상기 램프구동부는 외부로부터 제공되는 온/오프 신호와, 디밍 신호를 근거로 정전압의 출력을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 응답하여 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 전압이 상기 램프유니트에 공급되도록 상기 전원전압을 교류전원으로 변환하여 상기 램프유니트에 제공하는 전원출력부를 포함한다.
이러한 백라이트 어셈블리와 이를 갖는 액정 표시 장치에 의하면, 외부 전극의 손상을 차단하기 위해 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 교류전원을 제공하므로써, 램프의 수명에 미치는 악영향을 최소화할 뿐만 아니라, 환경 안전 규격에서 허용하는 오존의 농도 이하에서 램프를 구동할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서 플로팅(Floating) 방식과 그라운드(Ground) 방식에 대해서 간략히 설명한다.
통상적으로, 무전극 유리관의 일측에 관외전극을 형성한 EIFL 또는 양측에 관외전극을 형성한 EEFL을 구동할 때, 램프에 교류전원을 인가하는 전원출력부, 즉 인버터(INVERTER) 측면에서는 구동 방식에 따라 플로팅 방식과 그라운드 방식이 있다. 두 방식 모두 동일한 관전류로 램프를 구동하면 하기하는 표 1에서 설명하는 바와 같이, 램프 양단간의 전압, 바람직하게는 램프 내벽 양측간의 전압은 동일하다.
양단에 걸리는 전압 핫전극측의 (+)와 (-) 사이의 포텐셜 콜드전극측의 (+)와 (-) 사이의 포텐셜
그라운드 방식 1,000V 2,000V 0V
플로팅 방식 1,000V 1,000V 1,000V
도 2는 관외전극 형광램프 구동시 그라운드 방식을 이용한 램프 구동을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 관외전극 형광램프 구동시 플로팅 방식(또는 하프 그라운드 방식)을 갖는 램프 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 그라운드 방식의 경우, 관외전극 형광램프(LAMP) 양단에 걸리는 전압은 플로팅 방식과 동일 하지만, 교류 구동시 정극성(+)과 부극성(-) 사이의 포텐셜은 핫전극측의 경우 양단에 걸리는 전압에 비해 약 2배 정도의 포텐셜이 걸리고, 콜드 전극측은 그라운드이므로 포텐셜이 0V이다. 여기서, 램프 튜브 내부의 플라즈마 포텐셜은 무시한다.
반면, 도 3에 도시된 플로팅 방식의 경우, 램프 양단에 걸리는 전압은 그라운드 방식과 동일하나 핫 전극측과 콜드 전극측 모두 동일하게 램프 양단에 걸리는 전압 정도의 포텐셜이 걸린다.
이처럼 관외전극 형광램프의 구동시, 플로팅 방식을 채용하는 인버터를 이용하면, 램프의 관외전극 수명을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 램프 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다. 특히, 플로팅 방식의 램프 구동 장치를 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 구동 장치는 파워 트랜지스터(Q1), 다이오드(D1), 인버터(120), 디지털-아날로그 변환기(이하, DAC)(130), 펄스폭 변조 제어부(이하, PWM 제어부)(140), 파워 트랜지스터 구동부(150)를 포함하여, 외부로부터 제공되는 직류전원을 2,000V 미만의 교류전원으로 변환하여 램프 어레이(110), 즉 병렬 연결된 관외전극 형광램프들에 제공한다. 도면상에는 램프 튜브의 양측이 관외전극을 갖는 EEFL 타입의 램프를 예로 들었으나, 상기 램프 튜브의 일측이 관외전극을 갖고 타측이 내부전극을 갖는 EIFL 타입의 램프라도 적용이 가능하다. 또한, 도시하지는 않았지만, 상기 램프들의 일측이나 양측에 밸러스트 캐패시터(ballast capacitor)를 게재할 수도 있다.
파워 트랜지스터(Q1)는 게이트를 통해 입력되는 스위칭 신호에 응답하여 턴-온되어 소오스를 통해 입력되는 직류전원이 드레인을 통해 인버터(120)로 출력되는 것을 스위칭 제어한다. 물론 파워 트랜지스터(Q1)의 드레인을 통해 출력되는 신호는 엄밀히 얘기하면 제로 볼트(0V)와 상기 직류전원을 반복하는 교류전원(또는 펄스 전원)이다.
다이오드(D1)는 캐소드가 파워 트랜지스터(Q1)의 드레인에 연결되고, 애노드가 접지되어 인버터(120)로부터 역류하는 돌입 전류를 차단한다.
인버터(120)는 인덕터(L), 변압기(122), 공진 캐패시터(C1), 제1 및 제2 저항(R1, R2), 제1 및 제2 트랜지스터(Q2, Q3)로 이루어져, 일단이 파워 트랜지스터(Q1)의 드레인에 연결되어 파워 트랜지스터(Q1)로부터 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하고, 변환된 교류전원을 램프 어레이(110)에 구비되는 복수의 램프들에 각각 제공한다. 본 발명의 실시예에서는 인버터를 공진형 로이어(Royer) 인버터 회로로 구현한 것을 도시한다.
보다 상세히는, 인덕터(L)는 일단이 파워 트랜지스터(Q1)의 드레인에 연결되어, 직류전원에 포함된 임펄스 성분을 제거하여 타단을 통해 출력한다. 여기서, 인덕터(L)는 에너지를 충전하고 파워 트랜지스터(Q1)의 오프기간에 역기전력을 다이오드(D1)로 회생시키면서 평균화시키는 일종의 스위칭 레귤레이팅(switching regulating) 동작을 수행한다.
변압기(122)는 1차 권선을 구성하는 제1 및 제2 권선(T1, T2)과, 2차 권선을 구성하는 제3 권선(T3)을 갖고서, 인덕터(L)를 통해 제1 권선(T1)에 입력된 교류전원은 전자 유도 작용에 의해 2차측 권선인 제3 권선(T3)에 전달되어 대략 2,400V 미만의 고전압으로 변환되고, 상기 2,400V 미만의 고전압은 램프 어레이(110)에 인가된다. 여기서, 제1 권선(T1)은 중간 탭을 통해 인덕터(L)로부터 직류전원을 제공받는다. 상기한 2,400V 미만의 고전압으로의 변환은 1차측 권선인 제1 권선과 2차측 권선인 제3 권선간의 권선비에 비례한다. 상기 2,400V 미만의 고전압은 램프 어레이(110)에 구비되는 다수의 형광램프의 글래스 내부 양측에서 느끼는 전압이 대략 2,000V 미만을 유지하도록 설정된 전압이다. 차전압인 400V의 전압 레벨은 변압기와 형광램프를 연결하는 와이어들에 의해 손실되는 전압과, 형광램프에 구비되는 플라즈마 물질에 의해 손실되는 전압을 감안한 값이다. 물론 상기 와이어에 의한 손실이나 플라즈마 물질에 의한 손실이 적다면 상기 변압기(122)로부터 출력되는 전압은 2,400V보다는 작고, 상기 손실이 크다면 상기 변압기(122)로부터 출력되는 전압은 2,400V보다는 크다.
또한 제2 권선(T2)은 제1 권선(T1)에 인가되는 교류전원에 응답하여 제1 트랜지스터(Q2)와 제2 트랜지스터(Q3) 중 어느 하나를 선택적으로 턴-온시킨다.
공진 캐패시터(C1)는 제1 권선(T1)의 양단간에 병렬 연결되어 상기 제1 권선(T1)의 인덕턴스 성분과 LC 공진 회로를 구성한다. 여기서, 변압기(122)의 입력단에 연결된 제2 권선(T2)은 제1 트랜지스터(Q2)와 제2 트랜지스터(Q3) 중 어느 하나를 선택적으로 턴-온시키는 역할을 수행한다.
제1 트랜지스터(Q2)의 베이스는 제1 저항을 통해 입력되는 직류전원에 연결되고, 콜렉터는 공진 캐패시터(C1)와 1차측 권선(T1)이 병렬 연결된 일단에 연결되어 변압기(122)를 구동하고, 제2 트랜지스터(Q3)의 베이스는 제2 저항(R2)을 통해 입력되는 직류전원에 연결되고, 콜렉터는 공진 캐패시터(C1)와 1차측 권선(T1)이 병렬 연결된 타단에 연결되어 변압기(122)를 구동하며, 에미터는 제1 트랜지스터(Q2)의 에미터와 공통 접지된다.
DAC(130)는 외부로부터 제공되는 디밍신호(DIMM)를 아날로그 변환하고, 아날로그 변환된 디밍신호(131)를 PWM 제어부(140)에 출력한다. 여기서, 디밍신호는 램프의 밝기를 조절하기 위해 사용자의 조작 등에 의해 입력되는 신호로서, 일정 듀티(DUTY)를 값은 디지털 값이다.
PWM 제어부(140)는 온/오프 콘트롤러(142)로 이루어져, 외부로부터 제공되는 온/오프 신호(ON/OFF)에 의해 기동됨에 따라 아날로그 변환된 디밍신호(131)에 응답하여 형광램프 각각에 공급하는 교류전원 레벨의 조정을 위한 스위칭 신호(143)를 파워 트랜지스터(Q1)에 제공한다. 여기서, PWM 제어부(140)는 오실레이터(미도시)를 더 구비하여, 발진 기능을 구비하지 않은 ON/OFF 콘트롤러(142)에 일정 발진 신호를 제공할 수도 있을 것이다.
파워 트랜지스터 구동부(150)는 PWM 제어부(140)로부터 제공되는 교류전원의 레벨 조정을 위한 신호(143)를 증폭하고, 증폭된 레벨 조정 신호(151)를 파워 트랜지스터(Q1)에 제공한다. 즉, 일반적으로 PWM 제어부(140)로부터 출력되는 신호는 저레벨의 신호이기 때문에 이를 파워 트랜지스터에 바로 적용하기에는 그 레벨이 작으므로 저레벨의 신호를 증폭할 목적으로 파워 트랜지스터 구동부(150)를 이용한다.
이하, 저레벨의 교류전원을 고레벨의 교류전원으로 변환하는 전원출력부, 즉 인버터의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
파워 트랜지스터(Q1)에 의해 변환된 DC 전원, 즉 펄스전원은 트랜지스터(Q1)에 구동 전류를 공급하기 위해 적용된 저항을 직렬로 거쳐서 인버터 회로(120) 각각의 입력측인 트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속된다. 변압기(122)의 중간 탭을 갖는 1차 권선(T1)은 각각의 에미터가 접지되어 있는 한 쌍의 트랜지스터(Q2, Q3)의 컬렉터들 사이에 병렬로 접속되고, 커패시터(C1)가 또한 병렬로 접속된다.
DC 전원은 또한 인버터 회로(120)에 공급되는 전류를 정전류로 변환하기 위한 쵸크 코일(choke coil)을 포함한 인덕터(L)를 직렬로 거쳐서 변압기(122)의 1차 권선(T1)의 중간 탭에 접속된다.
변압기(122)의 제3 권선(T3)은 1차 권선(T1) 보다도 훨씬 더 많은 감기로 형성되어 전압을 올리도록 하고 있다. 램프 어레이(110)에 구비되는 복수의 램프들은 변압기(122)의 제3 권선(T3)과 병렬로 접속되어 각각의 형광램프들에 정전압을 공급한다. 여기서, 정전압은 승압된 교류전원의 정극성과 부극성 레벨이 동일한 전압일 수도 있고, 승압된 교류전원의 최고치 레벨과 최저치 레벨간의 간격이 동일한 레벨의 전압일 수도 있다.
변압기(122)를 구성하는 제2 권선(T2)의 일단은 제1 트랜지스터(Q2)의 베이스와 연결되고, 타단은 제2 트랜지스터(Q3)의 베이스와 연결되며, 제2 권선(T2)측에서 여기된 전압을 제1 및 제2 트랜지스터(Q2, Q3)의 베이스에 각각 인가시킨다.
그러면, 본 발명에 따라 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 인버터의 동작을 설명한다.
먼저, 펄스로 변환된 DC 전원, 즉 펄스전원이 인가되면 인덕터(L)를 통하여 변압기(122)의 1차 권선(T1)으로 전류가 흐르고, 이와 동시에 펄스전원이 제1 저항(R1)을 경유하여 제1 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되고, 제2 저항(R2)을 경유하여 제2 트랜지스터(Q3)의 베이스에 인가된다. 이때, 변압기(122)를 구성하는 1차측 권선, 즉 제1 권선(T1)의 리액턴스와 공진 커패시터(C1)에 의해 공진이 이루어진다. 따라서, 변압기(122)의 2차측 권선, 즉 제3 권선(T3)의 양단자들간에는 변압기(122)의 제1 권선(T1) 대 제3 권선(T3)의 권선비(TURN RATIO)만큼 승압된 전압이 발생된다. 동시에, 변압기(122)를 구성하는 1차측 권선, 즉 제2 권선(T2)에는 제1 권선(T1)의 전류 흐름 방향과는 반대 방향으로 전류가 흐른다.
이후, 변압기(122)의 제1 권선(T1) 대 제3 권선(T3)의 권수비만큼 전압이 높아져서 변압기(122)의 제3 권선(T3)의 대향 단들로부터 주파수 및 위상이 동기되는 고압 파형을 발생시키게 되고, 그 결과 램프 어레이(110)에서의 플리커를 없앨 수 있게 된다.
이상에서는 EEFL을 병렬 연결하여 구동하는 것을 설명하였으나, EIFL로도 대체가 가능하고, EIFL과 EEFL을 하나의 구동 회로내에 혼재하여 사용할 수도 있다. 또한 EIFL의 병렬 연결시 관외전극끼리 내부전극은 내부전극까지 연결할 수도 있으며, 이를 혼재하여 연결할 수도 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 EEFL이나 EIFL를 병렬 연결하여 플로팅 방식으로 관외전극 형광램프들을 구동할 때, 외부로부터 제공되는 디밍신호에 응답하여 대략 2,400V 미만의 정전압의 교류전원을 형광램프의 양단간에 제공하여 상기 형광램프 내측 글래스간의 전압을 2,000V 미만으로 인가하므로써, 환경 안전 규격에서 허용하는 오존의 농도 이하의 구동 전압을 이용하여 관외전극 형광램프들의 휘도 레벨을 조정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 램프 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다. 특히, 그라운드 방식의 램프 구동 장치를 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 램프 구동 장치는 파워 트랜지스터(Q1), 다이오드(D1), 인버터(220), 디지털-아날로그 변환기(DAC)(130), PWM 제어부(140), 파워 트랜지스터 구동부(150)를 포함하며, 외부로부터 제공되는 직류전원을 1,000V 미만의 교류전원으로 변환하여 램프 어레이(410), 즉 병렬 연결된 관외전극 형광램프들에 제공한다. 여기서, 상기한 도 4와 비교할 때 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 도면 번호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
다만, 상기한 도 4와 비교할 때 상이한 부분은 다름과 같다. 즉, 인버터(220)에 구비되는 변압기(222)의 2차측 권선인 제3 권선(T3)의 일단이 접지되고, 램프 어레이(210)에 구비되는 복수의 관외전극 형광램프들 각각의 핫전극은 공통 연결되어 인버터(220)로부터 승압된 교류전원을 제공받고, 콜드전극들은 공통 연결되어 접지된다.
이상에서 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수개의 EEFL이나 EIFL를 병렬 연결하여 그라운드 방식으로 관외전극 형광램프들을 구동할 때, 외부로부터 제공되는 디밍신호에 응답하여 직류전원의 공급을 제어하여 대략 1,200V 미만의 정전압의 교류전원을 형광램프의 일단에 제공하여 상기 형광램프 내측 글래스간의 전압을 1,000V 미만으로 인가하므로써, 환경 안전 규격에서 허용하는 오존의 농도 이하의 구동 전압을 이용하여 관외전극 형광램프들의 휘도 레벨을 조정할 수 있다.
물론, 상기 1,200V 미만의 고전압은 램프 어레이(410)에 구비되는 다수의 형광램프의 글래스 내부 양측에서 느끼는 전압이 대략 1,000V 미만을 유지하도록 설정된 전압이다. 차전압인 200V의 전압 레벨은 변압기(222)와 형광램프를 연결하는 와이어들에 의해 손실되는 전압과, 형광램프에 구비되는 플라즈마 물질에 의해 손실되는 전압을 감안한 값이다. 상기 와이어에 의한 손실이나 플라즈마 물질에 의한 손실이 적다면 상기 변압기(222)로부터 출력되는 전압은 1,200V보다는 작고, 상기 손실이 크다면 상기 변압기(222)로부터 출력되는 전압은 1,200V보다는 크다.
이상에서는 형광램프를 구동할 때 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 교류전원을 제공하는 램프 구동 장치의 다양한 실시예들에 대해서 설명하였다. 상기한 램프 구동 장치를 갖는 백라이트 어셈블리는 액정 표시 장치에 채용되고, 액정 표시 장치의 일례에 대해서는 하기하는 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 분해 사시도로서, 특히 직하형 액정 표시 장치를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 직하형 액정 표시 장치(900)는 화면을 나타내는 액정 패널 어셈블리(910) 및 상기한 액정 패널 어셈블리(910)에 광을 제공하는 직하형 백라이트 어셈블리(920)를 포함한다.
액정 패널 어셈블리(910)는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT) 기판(또는 어레이 기판)(911a)과 컬러 필터 기판(911b) 및 어레이 기판(911a)과 컬러 필터 기판(911b)과의 사이에 주입된 액정층(미도시)으로 이루어진 액정 패널(911)을 갖는다. 또한, 데이터 인쇄회로기판(915), 게이트 인쇄회로기판(914), 데이터측 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; 이하, TCP)(913) 및 게이트측 TCP(912)로 이루어진다.
한편, 직하형 백라이트 어셈블리(920)는 제1 광을 발생하는 램프 유닛(921), 램프 유닛(921)으로부터 발생된 제1 광을 반사시키기 위한 반사판(923), 상기 제1 광을 확산시켜 균일한 휘도 분포를 갖는 제2 광을 출사시키기 위한 광조절부(922), 램프 유닛(921), 반사판(923)을 수납하기 위한 바텀 샤시(925)를 포함한다. 여기서, 광조절부(922)는 확산판(922a), 확산판(922a)의 상부에 순차적으로 배치되는 확산시트(922b), 로우 프리즘 시트(922c), 어퍼 프리즘 시트(922d) 및 보호시트(922e)를 포함한다.
바텀 샤시(925)는 상부면이 개구된 직육면체의 박스 형태로 형성된다. 바텀 샤시(925)의 내부에는 소정 깊이의 수납 공간이 형성되며, 상기 수납 공간의 내부면을 따라 반사판(923)이 배치되고, 반사판(923) 위로는 램프 유닛(921)이 서로 나란하게 설치된다. 또한, 바텀 샤시(925)에는 램프 유닛(921)과 소정의 간격으로 이격하여 광조절부(922)가 안착된다.
여기서, 램프 유닛(921)은 다수의 램프(921a), 상기 램프(921a)의 양단에 체결되어 전원전압을 공급하는 제1 및 제2 램프 클립(921b, 921c), 상기 제1 및 제2 램프 클립(921b, 921c) 각각에 상기 전원전압을 공급하는 제1 및 제2 전원공급라인(921d, 921e)으로 이루어진다. 이때, 제1 및 제2 전원공급라인(921d, 921e)은 제1 및 제2 전원전압을 발생하는 램프 구동 장치(922)에 각각 연결된다.
상기 램프 구동 장치(922)는 상기한 도 4에서 설명한 바 있는 램프 양단에 전원전압을 인가하는 플로팅 방식의 램프 구동 장치이다. 물론, 상기한 도 5에서 설명한 바 있는 일단이 그라운드된 램프 타단에 전원전압을 인가하는 그라운드 방식의 램프 구동 장치를 채용하도록 구현할 수도 있다.
한편, 광조절부(922)의 상부에는 미들 샤시(930)가 배치되고, 미들 샤시(930)의 단턱부재에는 액정 패널(911)이 안착된다. 이후, 액정 패널(911) 위로 바텀 샤시(925)와 대향하여 결합하는 탑 샤시(940)가 제공된다. 이로써, 직하형 액정 표시 장치(900)가 완성된다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 복수개의 관외전극 형광램프 양단에 전원을 제공하는 플로팅 방식으로 구동할 때, 상기 형광램프의 글래스 내부 양측에서 대략 2,000V 미만의 정전압을 느끼도록 형광램프의 양단에 고전압을 제공함으로써, 환경 안전 규격에서 허용하는 오존의 농도 이하의 구동 전압을 이용하여 관외전극 형광램프들의 휘도 레벨을 조정할 수 있다.
또한, 복수개의 관외전극 형광램프 일단에 전원을 제공하는 그라운드 방식으로 구동할 때, 상기 형광램프의 글래스 내부 양측에서 대략 1,000V 미만의 정전압을 느끼도록 상기 형광램프의 일단간에 고전압을 제공하므로써, 환경 안전 규격에서 허용하는 오존의 농도 이하의 구동 전압을 이용하여 관외전극 형광램프들의 휘도 레벨을 조정할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 일반적인 관외전극 형광램프를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 관외전극 형광램프 구동시 그라운드 방식을 이용한 램프 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 관외전극 형광램프 구동시 플로팅 방식을 갖는 램프 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 램프 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 램프 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
Q1 : 파워 트랜지스터 D1 : 다이오드
120, 220 : 인버터 130 : DAC
140 : PWM 제어부 150 : 파워 트랜지스터 구동부
122, 222 : 변압기 910 : 액정 패널 어셈블리
920 : 백라이트 어셈블리 921 : 램프 유닛
923 : 반사판 922 : 광조절부
925 : 바텀 샤시 922 : 광조절부

Claims (21)

  1. 외부로부터 입력되는 전원전압을 변환하여 출력하는 램프 구동부; 및
    복수개의 형광램프가 병렬 연결된 램프유니트로 이루어져, 상기 변환된 전원전압에 응답하여 광을 발생하는 발광부를 포함하고,
    상기 램프 구동부는,
    외부로부터 제공되는 온/오프 신호와, 디밍 신호를 근거로 정전압의 출력을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 응답하여 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 전압이 상기 램프유니트에 공급되도록 상기 전원전압을 교류전원으로 변환하여 상기 램프유니트에 제공하는 전원출력부를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 램프 구동부는 상기 제어부로부터 제공되는 스위칭 신호에 응답하여 상기 전원출력부에 공급되는 전원전압의 출력을 온/오프 제어하는 스위칭 소자를 더 구비하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 임계 전압은 상기 램프유니트의 글래스 내부 양측에서 느끼는 제1 전압이고, 상기 전원출력부는 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압을 상기 램프유니트에 제공하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전원출력부는 상기 램프유니트의 양단에 정극성과 부극성 레벨이 동일한 제2 전압을 제공하되, 상기 제1 전압은 대략 2,000V 미만인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서, 상기 전원출력부는 상기 램프유니트의 양단에 정극성과 부극성 레벨이 동일한 제2 전압을 제공하되, 상기 제2 전압은 대략 2,400V 미만인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전원출력부는 상기 전원전압을 제공받는 제1 권선 및 제2 권선과, 상기 제1 권선에 대응하고 상기 램프유니트의 양단에 연결된 제3 권선을 갖는 변압기를 구비하고,
    상기 제2 전압은 상기 제1 권선과 제3 권선간의 권선비에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  7. 제3항에 있어서, 상기 전원출력부는 일단이 그라운드된 상기 램프유니트의 타단에 정극성과 부극성 레벨이 동일한 제2 전압을 제공하되, 상기 제1 전압은 대략 1,000V 미만인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제3항에 있어서, 상기 전원출력부는 일단이 그라운드된 상기 램프유니트의 타단에 정극성과 부극성 레벨이 동일한 제2 전압을 제공하되, 상기 제2 전압은 대략 1,200V 미만인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전원출력부는 상기 스위칭 소자를 경유하는 전원전압을 제공받는 제1 권선 및 제2 권선과, 상기 제1 권선에 대응하고 상기 램프유니트의 타단에 연결된 제3 권선을 갖는 변압기를 구비하고,
    상기 제2 전압은 상기 제1 권선과 제3 권선간의 권선비에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 형광램프는 일측이 관외전극을 갖고, 타측이 관내전극을 갖는 관내외전극 형광램프(EIFL)와, 양측이 관외전극을 갖는 관외전극 형광램프(EEFL)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  11. 외부로부터 입력되는 전원전압을 변환하여 출력하는 램프 구동부; 및
    일단이 그라운드된 복수개의 관외전극 형광램프가 병렬 연결된 램프유니트로 이루어져, 상기 변환된 전원전압에 응답하여 광을 발생하는 발광부를 포함하고,
    상기 램프 구동부는,
    외부로부터 제공되는 온/오프 신호와, 디밍 신호를 근거로 정전압의 출력을 제어하는 스위칭 신호를 출력하는 제어부;
    상기 스위칭 신호에 응답하여 상기 전원전압의 출력을 온/오프 제어하는 스위칭 소자; 및
    상기 스위칭 소자를 경유하는 전원전압을 교류전원으로 변환하고, 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 전압이 상기 램프유니트에 공급되도록 상기 교류전원을 승압하여 상기 램프유니트의 타단에 제공하는 전원출력부를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서, 상기 임계 전압은 대략 1,000V인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  13. 제11항에 있어서, 상기 전원출력부는 대략 1,200V 미만으로 승압된 교류전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  14. 외부로부터 입력되는 전원전압을 변환하여 출력하는 램프 구동부; 및
    복수개의 관외전극 형광램프가 병렬 연결된 램프유니트로 이루어져, 상기 변환된 전원전압에 응답하여 광을 발생하는 발광부를 포함하고,
    상기 램프 구동부는,
    외부로부터 제공되는 온/오프 신호와, 디밍 신호를 근거로 정전압의 출력을 제어하는 스위칭 신호를 출력하는 제어부;
    상기 스위칭 신호에 응답하여 전원전압의 출력을 온/오프 제어하는 스위칭 소자; 및
    상기 스위칭 소자를 경유하는 전원전압을 교류전원으로 변환하고, 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 전압이 상기 램프유니트에 공급되도록 상기 교류전원을 승압하여 상기 램프유니트의 양단간에 제공하는 전원출력부를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서, 상기 임계 전압은 대략 2,000V인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  16. 제14항에 있어서, 상기 전원출력부는 대략 2,400V 미만으로 승압된 교류전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  17. 외부로부터 전원전압을 변환하여 출력하는 램프구동부와, 상기 램프구동부로부터 제공되는 전원을 근거로 광을 발생하는 발광부과, 상기 발광부로부터 제공되는 광의 휘도를 향상시키기 위한 광조절부를 갖는 백라이트 어셈블리; 및
    상기 광조절부의 상면에 위치하고, 상기 광조절부를 통해 상기 발광부로부터의 제공되는 광을 근거로 영상을 디스플레이하는 디스플레이 어셈블리를 포함하고,
    상기 램프구동부는,
    외부로부터 제공되는 온/오프 신호와, 디밍 신호를 근거로 정전압의 출력을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 응답하여 오존이 발생되는 임계 전압 미만의 전압이 상기 램프유니트에 공급되도록 상기 전원전압을 교류전원으로 변환하여 상기 램프유니트에 제공하는 전원출력부를 포함하는 액정 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 발광부는 적어도 일단에 고전압의 교류전원이 요구되는 관외전극을 갖는 램프인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 발광부는 다수개의 램프로 이루어지고, 상기 램프 각각은 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 램프는 일단이 그라운드되고, 타단이 인접하는 램프와 공통되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 램프는 일단 및 타단이 인접하는 램프와 공통되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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