KR20060034462A - 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치용 광원의 구동 장치에 관한 것으로, 광원에 인가되는 전압을 생성하는 변압부, 상기 변압부에서 출력되는 전압에 기초하여 아크 방전 여부를 감지하는 아크 감지부를 포함한다. 변압부는 1차측 코일, 2차측 코일 및 3차측 코일을 포함하고. 상기 1차측 코일과 2차측 코일의 권선비에 기초하여 광원에 인가되는 전압을 생성하고, 상기 2차측 코일과 상기 3차측 코일의 권선비에 기초하여 아크 감지부에 인가되는 전압을 생성한다. 이때, 제1 전압과 제2 전압의 파형을 유사하다. 이로 인해, 광원부에 인가되는 전압과 동일한 파형의 전압을 이용하여 정확하고 신속하게 아크 방전 여부를 감지하고 그에 따라 램프를 제어하므로, 아크 방전으로부터 램프를 보호하여 램프의 수명을 연장시킨다.
액정표시장치, LCD, 백라이트, 광원, 축전기, CCFL, 아크, EEFL, 비교기

Description

표시 장치용 광원의 구동 장치 및 표시 장치 {DRIVING DEVICE OF LIGHT SOURCE FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 인버터부와 광원부의 상세 회로도이다.
본 발명은 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 표시 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV 등에 사용되는 표시 장치(display device)에는 스스로 발광하는 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display, OLED), 진공 형광 표시 장치(vacuum fluorescent display, VFD), 전계 발광 소자(field emission display, FED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등과 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(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 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)나 EEFL(external electrode fluorescent) 등과 같은 여러 개의 형광 램프(fluorescent lamp)를 사용하며 램프를 구동하는 인버터를 포함한다. 인버터는 외부로부터 입력되는 밝기 제어 전압에 따라 입력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환한 후 램프에 인가하여 점등시키고 램프의 밝기를 조절하며, 램프에 흐르는 전류를 감지하고 이 전류에 기초하여 램프에 인가되는 전압을 제어한다.
이처럼, 액정 표시 장치용 광원으로 형광 램프를 이용할 경우, 인버터는 초기 점등을 위하여 램프에 고전압을 인가한다. 하지만 고전압이 인가되는 램프 단자의 절연 상태가 불량하거나 램프 단자와 인버터 단자 사이에 접속 저항이 있을 경우 아크(arc)가 발생하여 백라이트 장치의 동작에 악영향을 미치고 나아가 인버터에 불이 붙어 화재가 발생할 수도 있다. 이러한 아크의 발생을 방지하기 위해, 인버터를 제작한 후 검사자가 일일이 육안으로 램프와 전극 사이의 접속 상태를 검사하거나 아크 발생시 인버터의 동작을 멈추게 하는 별도의 아크 감지 회로를 장착 한다.
하지만 육안 검사에 합격한 제품일지라도 제품을 이동하는 과정이나 사용 중에 접속 상태가 불량해져 아크가 발생하게 되는 경우도 있다. 또 육안 검사는 인버터를 제조하는 과정 중에는 실시하기 곤란하다는 어려움이 있다.
또한 별도의 아크 감지 회로를 사용하더라도 정상적인 제어 신호나 구동 신호 중의 노이즈 성분이 아크 성분과 정확하게 구분되지 못하는 문제가 발생한다. 이로 인해, 노이즈 성분도 아크 성분으로 판단하여 램프를 소등하므로, 정상적으로 램프가 동작되지 않아 제품의 신뢰도가 떨어진다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 아크 방전으로부터 제품을 보호하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 정확한 아크 성분의 감지로 제품의 신뢰도를 향상시키는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 표시 장치용 광원의 구동 장치는 제1 및 제2 단자를 가지는 적어도 하나의 광원을 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치로서, 제1 전압 및 제2 전압을 생성하고, 상기 광원에 제1 전압을 인가하는 변압부, 그리고 상기 제2 전압을 이용하여 아크 감지 신호를 생성하는 아크 감지부를 포함하고, 상기 변압부는 1차측 코일, 2차측 코일 및 3차측 코일을 포함하고. 상기 1차측 코일과 2차측 코일의 권선비에 기초하여 상기 제1 전압이 생성되고, 상기 2차측 코일과 상기 3차측 코일의 권선비에 기초하여 상기 제2 전압이 생성된다.
상기 아크 감지부는, 상기 제2 전압을 직류 전압으로 변환하는 신호 변환부, 그리고 상기 신호 변환부로부터의 신호와 기준 전압을 비교하는 비교기를 포함할 수 있다.
이때, 상기 신호 변환부는 상기 제2 코일에 연결된 다이오드와 상기 다이오드에 연결된 축전기를 포함할 수 있다.
상기 아크 감지 신호가 상기 기준 전압 이상이면 상기 광원을 소등하는 것이 바람직하다.
상기 광원의 제1 단자에는 상기 제2 단자보다 높은 전압이 인가되며, 상기 제2 전압은 상기 제1 단자의 전압인 것이 좋다.
상기 특징에 따른 표시 장치용 광원의 구동 장치는 상기 아크 감지부로부터의 아크 감지 신호에 기초하여 상기 광원의 점멸을 제어하는 인버터 제어부, 그리고 상기 인버터 제어부로부터의 제어 신호에 기초하여 상기 변압부의 1차측 코일에 인가되는 전압을 제어하는 스위칭부를 더 포함할 수 있거다.
또한 상기 특징에 따른 표시 장치용 광원의 구동 장치는 상기 광원의 제2 단자에 연결되어 상기 광원에 흐르는 전류를 감지하고 이에 대한 정보를 상기 인버터 제어부에 제공하는 전류 감지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치용 램프의 구동 장치는 적어도 하나의 램프를 포함하는 표시 장치용 램프의 구동 장치로서, 상기 램프에 교류 전압을 인 가하여 상기 램프를 점멸시키는 변압부, 상기 변압부에 연결된 신호 변환부, 그리고 상기 신호 변환부에 연결된 비교기를 포함한다.
상기 변환부는, 교류 전압이 인가되는 1차측 코일, 상기 램프에 연결된 2차측 코일, 그리고 상기 신호 변환부에 연결된 3차측 코일을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 신호 변환부는 교류-직류 변환기인 것이 좋다. 이때, 상기 교류-직류 변환기는 정류용 다이오드 그리고 평활용 축전기를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 표시 장치는 행렬의 형태로 배열되어 있는 복수의 화소, 상기 화소에 빛을 공급하는 적어도 하나의 광원, 제1 전압 및 제2 전압을 생성하고, 상기 광원에 제1 전압을 인가하는 변압부, 그리고 상기 제2 전압을 이용하여 아크 감지 신호를 생성하는 아크 감지부를 포함하고, 상기 변압부는 1차측 코일, 2차측 코일 및 3차측 코일을 포함하고. 상기 1차측 코일과 2차측 코일의 권선비에 기초하여 상기 제1 전압이 생성되고, 상기 2차측 코일과 상기 3차측 코일의 권선비에 기초하여 상기 제2 전압이 생성된다.
상기 아크 감지부는, 상기 제2 전압을 직류 전압으로 변환하는 신호 변환부, 그리고 상기 신호 변환부로부터의 신호와 기준 전압을 비교하는 비교기를 포함할 수 있다.
또한 상기 신호 변환부는 상기 제2 코일에 연결된 다이오드와 상기 다이오드에 연결된 축전기를 포함할 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기 술 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 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치용 광원의 구동 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다. 또한 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 인버터부(920) 및 광원부(960)의 상세 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시부(330)와 백라이트부(900)를 포함하는 액정 모듈(350)과 액정 모듈(350)을 수납하는 상부 및 하부 섀시(361, 362) 그리고 몰드 프레임(366)을 포함한다.
표시부(330)는 액정 표시판 조립체(300)와 이에 부착된 복수의 게이트 TCP(tape carrier package)(410) 및 데이터 TCP(510), 그리고 해당 TCP(410, 510)에 부착되어 있는 게이트 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)(450) 및 데 이터 PCB(550)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
하부 표시판(100)은 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)을 포함하고, 하부 및 상부 표시판(100, 200)은 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm )을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
박막 트랜지스터 등 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(C ST)에 연결되어 있다.
액정 축전기(CLC)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(Vcom)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)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(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 삼원색 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 도 3은 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 3과는 달리 색필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면 에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 게이트 TCP(410)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)의 한 가장자리에 부착되어 있고, 그 위에는 게이트 구동부(400)를 이루는 게이트 구동 집적 회로가 칩의 형태로 장착되어 있다. 데이터 TCP(510)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)의 다른 가장자리에 부착되어 있고, 그 위에는 데이터 구동부(500)를 이루는 데이터 구동 집적 회로가 칩의 형태로 장착되어 있다. 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)는 TCP(410, 510)에 형성되어 있는 신호선(도시하지 않음)을 통하여 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 각각 전기적으로 연결되어 있다.
게이트 구동부(400)는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가하며, 데이터 구동부(500)는 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
이와 달리 TCP를 사용하지 않고 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)를 이루는 구동 집적 회로 칩을 표시판 위에 집적 부착할 수도 있으며(chip on glass, COG 실장 방식), 게이트 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)를 스위칭 소자(Q) 및 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 함께 액정 표시판 조립체(300)에 직접 형성할 수도 있다.
게이트 PCB(450)는 하부 표시판(100)과 나란하게 길이 방향으로 TCP(410)에 부착되어 있고, 그 위에는 신호를 전달하는 복수의 신호선(도시하지 않음)과 전자 부품 등이 형성되어 있다.
데이터 PCB(550)는 하부 표시판(100)과 나란하게 길이 방향으로 TCP(510)에 부착되어 있고, 그 위에는 신호를 전달하는 복수의 신호선(도시하지 않음)과 전자 부품 등이 형성되어 있다.
계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성하여 데이터 전압으로서 데이터 구동부(500)에 제공한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
도 1 및 도 4에 도시한 것처럼, 백라이트부(900)는 하부 섀시(362)에 고정되며, 하부 섀시(362)상에 소정 거리로 이격되어 설치되는 광원부(960), 조립체(300)와 광원부(960) 사이에 위치하며 광원부(960)로부터의 빛을 처리하는 복수의 광학 기구(910), 그리고 광원부(960)를 제어하는 인버터부(920)를 포함한다.
광원부(960)는 형광 램프 등과 같은 복수의 램프(LP), 이들 램프(LP)의 양단에서 램프(LP)를 고정 지지하는 램프 홀더(365), 램프(LP)의 처짐으로 인한 파손을 막는 램프 고정대(364), 복수의 램프(LP) 하부 전면에 위치하여 램프(LP)로부터 방출되는 빛을 액정 표시판 조립체(300) 쪽으로 반사시키는 반사 시트(363)를 포함한다.
본 실시예에서는 램프(LP)는 CCFL을 이용한다. 이와는 달리, EEFL나 발광 다이오드(LED) 등도 램프로서 사용될 수 있고, 또한 면광원을 이용할 수도 있다. 도 1에 도시한 램프의 개수는 필요에 따라 가감될 수 있다.
인버터부(920)는 인버터 제어부(921), 인버터 제어부(921)에 연결된 스위칭부(922), 스위칭부(922)와 광원부(960)에 연결된 변압부(923), 그리고 광원부(960)와 인버터 제어부(921)에 연결된 전류 감지부(924), 인버터 제어부(921)와 변압부(923)에 연결된 아크 감지부(925)를 포함한다.
인버터부(920)는 별도로 장착된 인버터 PCB(도시하지 않음)에 구비될 수도 있고 게이트 PCB(450)나 데이터 PCB(550)에 구비될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서 아크 감지부(925)는 인버터부(920)에 포함되어 있지만, 인버터부(920) 이외의 다른 장치에 포함되어 있을 수도 있다.
도 1에서 광학 기구(910)는 조립체(300)와 광원부(960) 사이에 위치하며 광원부(960)로부터의 빛을 조립체(300)로 유도 및 확산하는 확산판(902) 및 복수의 광학 시트(901)를 포함한다.
도 1에 도시한 것처럼, 광원부(960)의 램프(LP)를 하부 표시판(100) 하부에 배치한 방식을 직하 방식(direct type)이라 하며, 램프(LP)를 액정 표시판 조립체(300)의 하부 가장자리에 배치하고 확산판(902) 대신에 도광판(light guide)을 배치한 방식을 에지 방식(edge type)이라 한다.
도 1에는 도시하지는 않았지만, 상부 섀시(361)의 상부와 하부 섀시(362)의 하부에는 각각 상부 케이스 및 하부 케이스가 위치하여 이들의 결합으로 액정 표시 장치가 완성된다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기 및 출력 전압을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대한 영상 데이터(DAT)를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G 1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.
화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다.
인버터부(920)는 외부로부터 인가되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환 및 변압하여 광원부(960)에 인가하고, 이 전압에 따라 광원부(960)가 점멸되고 광원부(960)의 밝기가 제어된다. 또한 인버터부(920)는 변압부(923)로부터의 신호에 기초하여 광원부(960)의 동작을 제어한다. 이러한 인버터부(920)의 동작은 다음에 좀더 상세하게 설명한다.
이와 같은 인버터부(920)의 동작에 따라서, 광원부(960)에서 나온 빛은 액정층(3)을 통과하면서 액정 분자의 배열에 따라 그 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
1 수평 주기(또는 1H)[수평 동기 신호(Hsync) 의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)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(행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(열 반전, 점 반전).
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 인버터부(920)의 동작을 도 4를 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 광원부(960)는 고전압 단자(H)와 저전압 단자(L)를 가지는 램프(LP) 및 램프(LP)의 고전압 단자(H)와 접지 사이에 연결되어 있는 축전기(C1)를 포함하고 있다. 램프(LP)는 CCFL이며 편의상 하나의 램프만을 도시하였다.
인버터부(920)는 인버터 제어부(921), 인버터 제어부(921)에 연결된 스위칭부(922), 스위칭부(922)와 광원부(960)에 연결된 변압부(923), 그리고 광원부(960)와 인버터 제어부(921)에 연결된 전류 감지부(924), 인버터 제어부(921)와 변압부 (923)에 연결된 아크 감지부(925)를 포함한다.
변압부(923)는 1차측 코일(L1), 2차측 코일(L2) 및 3차측 코일(L3)을 갖는 변압기로서, 1차측 코일(L1)의 양단은 스위칭부(922)에 연결되어 있다. 변압기(921)의 2차측 코일(L2)의 한 단자는 램프(LP)의 고전압 단자(H)에 연결되어 있고, 나머지 단자는 접지되어 있다. 3차측 코일(L3)의 일단을 접지되어 있고, 나머지 한 단자는 아크 감지부(925)에 연결되어 있다.
전류 감지부(24)는 램프(LP)의 저전압 단자(L)에 서로 반대 방향으로 연결되어 있는 한 쌍의 다이오드(D1, D2), 그리고 다이오드(D1)와 접지 사이에 연결된 저항(R1)을 포함한다. 다이오드(D1)는 램프(LP)에서 저항(R1)으로 순방향 연결되어 있고, 다이오드(D2)는 램프(LP)에서 접지로 역방향 연결되어 있다. 다이오드(D1)와 저항(R1) 사이에서 출력되는 신호는 흐르는 전류에 대한 전압의 감지 신호(Sc)로서 인버터 제어부(921)에 제공된다.
아크 감지부(925)는 3차측 코일(L3)의 한 단자에 애노드 단자가 연결된 다이오드(D3), 다이오드(D3)의 캐소드 단자와 접지 사이에 연결된 축전기(C2), 다이오드(D3)의 캐소드 단자에 비반전 단자(+)가 연결되어 있고 반전 단자(-)에 기준 전압(Vref)이 인가되는 비교기(COM1)를 포함한다. 비교기(COM1)의 출력 단자를 통해 아크 감지 신호(Sa)가 출력되어 인버터 제어부(921)에 제공된다. 여기서, 다이오드(D3)는 반파 정류하고 축전기(C2)는 평활용 축전기로서, 이들 다이오드(D3)와 축전기(C2)는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 신호 변환기이다.
이러한 구조를 갖는 인버터부(920)와 광원부(960)의 동작에 대하여 설명한 다.
인버터부(920)의 인버터 제어부(921)는 발진 회로(도시하지 않음) 등으로부터 제공되는 정해진 주파수의 삼각파에 기초하여 외부로부터 인가되고 초기 설정된 DC 성분의 제어 신호(도시하지 않음)를 펄스폭 변조하여 밝기 제어 신호로서 스위칭부(922)에 인가한다.
스위칭부(922)는 이 밝기 제어 신호에 따라 동작하여 외부로부터 입력되는 직류 전압(도시하지 않음)을 교류 전압으로 변환하여 변압부(923)의 1차측 코일(L1)에 인가한다.
변압부(923)는 입력 전압을 1차측 코일(L1)과 2차측 코일(L2)의 권선비에 기초한 크기의 고전압으로 승압하여 광원부(960)에 인가함으로써 광원부(960)의 램프(LP)를 점등시킨다. 이때, 축전기(C1)는 보호용 소자로서, 램프(LP1)가 제거됐을 경우 등에 변압기의 2차측 코일(L2)에서 유기된 고전압을 축적하여, 변압부(923)를 보호하기 위한 것이다.
이처럼, 변압부(923)의 2차측 코일(L2)에 고전압이 유기됨에 따라, 유기된 전압은 2차측 코일(L2)과 3차측 코일(L3)의 권선비에 기초한 크기의 전압으로 변환되어 3차측 코일(L3)에 유기되며, 아크 감지부(925)의 다이오드(D3)에 인가된다. 이때, 3차측 코일(L3)에서 생성된 전압은 단지 레벨만 다를 뿐 2차측 코일(L2)에서 생성된 전압의 파형과 동일한 파형을 갖는다.
이로 인해, 변압부(923)의 2차측 코일(L2)의 한 단자와 광원부(960)의 고전압 단자(H)의 접속이 불량하여 변압부(923) 단자에서 광원부(960)의 고전압 단자 (H)쪽으로 아크 방전이 일어나거나, 광원부(960)의 고전압 단자(H)의 절연이 불량하여 고전압 단자(H)에서 외부로 아크 방전이 일어날 수 있는데, 이 경우 3차측 코일(L3)에서 출력되는 신호의 파형에 아크 방전으로 인한 고주파 성분이 그대로 포함되게 된다.
아크 방전으로 인한 고주파 성분의 신호가 아크 감지부(925)의 정류용 다이오드(D3)에 인가되면, 고주파 성분의 교류 신호 중에서 한 방향으로 흐르는 신호만을 반파 정류하고, 평활용 축전기(C2)를 이용하여 반파 정류된 신호를 평활화하여 비교기(COM1)의 비반전 단자(+)에 제공한다.
비교기(COM1)의 반전 단자(-)에는 이미 기준 전압(Vref)이 인가되고 있으므로, 비교기(COM1)는 다이오드(D3)와 축전기(C2)를 통과한 직류 전압과 기준 전압(Vref)을 비교하여 아크 감지 신호(Sa)로서 인버터 제어부(921)에 제공한다. 즉, 신호 변환기(D3, C2)를 통과한 전압이 기준 전압(Vref)보다 높으면, 비교기(COM1)는 고레벨의 신호를 인버터 제어부(921)에 제공한다. 이에 따라 인버터 제어부(921)는 아크 방전이 발생한 상태로 판단하여 광원부(960)를 소등시킨다. 이때, 인버터 제어부(921)는 스위칭부(922)를 제어하거나 스스로 동작을 중지하는 등을 통하여 광원부(960)의 점등을 중지한다.
하지만 신호 변환기(D3, C2)를 통과한 전압이 기준 전압(Vref)보다 낮으면, 비교기(COM1)는 저레벨의 신호를 인버터 제어부(921)에 제공하고, 이에 따라 인버터 제어부(921)는 광원부(960)의 동작을 그대로 유지한다.
기준 전압(Vref)은 외부로부터 인가되거나 인버터 제어부(921) 내에서 정해 져 인가될 수 있다.
한편, 램프(LP)에 흐르는 전류는 전류 감지부(924)를 통과한다. 전류 감지부(924)의 다이오드(D1)는 램프(LP)에 흐르는 교류 전류를 한 방향으로 반파 정류하고, 이 반파 정류된 전류는 저항(R1)을 거쳐 접지로 흐른다. 나머지 다이오드(D2)는 반대 방향으로 흐르는 전류의 통로로 작용한다.
저항(R1) 양단의 전압은 램프(LP)에 흐르는 전류에 비례하므로 저항(R1)과 다이오드(D1) 사이의 접점 전압이 전류의 감지 신호(Sc)로서 인버터 제어부(921)에 제공된다. 인버터 제어부(921)는 이 감지 신호(Sc)에 기초하여 DC 성분의 제어 신호의 레벨 등을 조정하여 밝기 제어 신호의 듀티비를 변화시킴으로써, 변압부(923)에 인가되는 교류 전압의 주파수와 주기 등을 바꿔 램프(LP)에 흐르는 전류가 항상 일정하도록 한다.
이와 같이, 변압부(923)의 3차측 코일(L3)을 하나 더 증가시켜, 광원부(960)에 인가되는 교류 전압과 동일한 파형의 신호를 생성함으로써, 신속하고 정확하게 아크 방전 여부를 감지한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 램프에 아크 방전이 발생할 경우, 광원부에 인가되는 전압과 동일한 파형의 전압을 이용하여 정확하고 신속하게 아크 방전 여부를 감지하고 그에 따라 램프를 제어하므로, 아크 방전으로부터 램프를 보호하여 램프의 수명을 연장시킨다.
또한 아크 성분을 정확하게 감지하여 램프를 제어하므로, 제품의 신뢰성이 향상된다.
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 (14)

  1. 제1 및 제2 단자를 가지는 적어도 하나의 광원을 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치로서,
    제1 전압 및 제2 전압을 생성하고, 상기 광원에 제1 전압을 인가하는 변압부, 그리고
    상기 제2 전압을 이용하여 아크 감지 신호를 생성하는 아크 감지부
    를 포함하고,
    상기 변압부는 1차측 코일, 2차측 코일 및 3차측 코일을 포함하고.
    상기 1차측 코일과 2차측 코일의 권선비에 기초하여 상기 제1 전압이 생성되고, 상기 2차측 코일과 상기 3차측 코일의 권선비에 기초하여 상기 제2 전압이 생성되는
    표시 장치용 광원의 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 아크 감지부는,
    상기 제2 전압을 직류 전압으로 변환하는 신호 변환부, 그리고
    상기 신호 변환부로부터의 신호와 기준 전압을 비교하는 비교기를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 신호 변환부는 상기 제2 코일에 연결된 다이오드와 상기 다이오드에 연결된 축전기를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 아크 감지 신호가 상기 기준 전압 이상이면 상기 광원을 소등하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 광원의 제1 단자에는 상기 제2 단자보다 높은 전압이 인가되며,
    상기 제2 전압은 상기 제1 단자의 전압인 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  6. 제1항 또는 제5항에서,
    상기 아크 감지부로부터의 아크 감지 신호에 기초하여 상기 광원의 점멸을 제어하는 인버터 제어부, 그리고
    상기 인버터 제어부로부터의 제어 신호에 기초하여 상기 변압부의 1차측 코일에 인가되는 전압을 제어하는 스위칭부
    를 더 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 광원의 제2 단자에 연결되어 상기 광원에 흐르는 전류를 감지하고 이에 대한 정보를 상기 인버터 제어부에 제공하는 전류 감지부를 더 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  8. 적어도 하나의 램프를 포함하는 표시 장치용 램프의 구동 장치로서,
    상기 램프에 교류 전압을 인가하여 상기 램프를 점멸시키는 변압부,
    상기 변압부에 연결된 신호 변환부, 그리고
    상기 신호 변환부에 연결된 비교기
    를 포함하는 표시 장치용 램프의 구동 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 변환부는,
    교류 전압이 인가되는 1차측 코일,
    상기 램프에 연결된 2차측 코일, 그리고
    상기 신호 변환부에 연결된 3차측 코일
    을 포함하는 표시 장치용 램프의 구동 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 신호 변환부는 교류-직류 변환기인 표시 장치용 램프의 구동 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 교류-직류 변환기는 정류용 다이오드 그리고 평활용 축전기를 포함하는 표시 장치용 램프의 구동 장치.
  12. 행렬의 형태로 배열되어 있는 복수의 화소,
    상기 화소에 빛을 공급하는 적어도 하나의 광원,
    제1 전압 및 제2 전압을 생성하고, 상기 광원에 제1 전압을 인가하는 변압부, 그리고
    상기 제2 전압을 이용하여 아크 감지 신호를 생성하는 아크 감지부
    를 포함하고,
    상기 변압부는 1차측 코일, 2차측 코일 및 3차측 코일을 포함하고.
    상기 1차측 코일과 2차측 코일의 권선비에 기초하여 상기 제1 전압이 생성되고, 상기 2차측 코일과 상기 3차측 코일의 권선비에 기초하여 상기 제2 전압이 생성되는
    표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 아크 감지부는,
    상기 제2 전압을 직류 전압으로 변환하는 신호 변환부, 그리고
    상기 신호 변환부로부터의 신호와 기준 전압을 비교하는 비교기
    를 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 신호 변환부는 상기 제2 코일에 연결된 다이오드와 상기 다이오드에 연결된 축전기를 포함하는 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100866064B1 (ko) * 2008-03-21 2008-10-30 주식회사 에드인텍 백라이트용 램프 검사장치
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