KR20060051472A

KR20060051472A - 방전등 구동장치 및 액정표시장치

Info

Publication number: KR20060051472A
Application number: KR1020050087667A
Authority: KR
Inventors: 계 리; 마사히로 가모우; 히로시 마에다
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2006-05-19
Also published as: TW200617842A; JP3846802B2; JP2006127994A; US20060091819A1

Abstract

본 발명은, 각 방전등 사이의 관전류 밸런스를 유지하여, 방전등을 장기 수명화할 수 있는 방전등 구동장치, 및 액정표시장치를 지향하고 있다. 구동회로(311)는, 교류전압을 출력한다. 밸러스트 회로(312, 322)는, 각각, n개의 밸러스트 캐패시터(C11∼C1n, C21∼C2n)를 포함하고 있다. 밸러스트 캐패시터(C11∼C1n, C21∼C2n)의 각각은, 일끝단이 공통으로 접속되어 구동회로(311) 쪽으로 유도되고, 다른 끝단이, 방전등 접속단자의 각각에 개별적으로 접속되어 있다. 여기서, 밸러스트 캐패시터(C11, C1n, C21, C2n)의 적어도 두개는, 관전류 보상용 캐패시터(Cb1, Cb3)가 병렬 접속되어, 용량값이 증대되고 있다.

Description

방전등 구동장치 및 액정표시장치{DISCHARGE LAMP DRIVE DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은, 본 발명에 관한 방전등 구동장치를 조립한 액정표시장치의 방전등 부분의 도면.

도 2는, 도 1에 나타낸 액정표시장치의 확대부분 단면도.

도 3은, 도 1 및 도 2에 나타낸 액정표시장치에 있어서의 방전등 부분을 확대하여 나타내는 도면.

도 4는, 도 3에 나타내는 배치에 있어서, n=10으로 한 경우의 방전등의 위치와 기생 용량과의 관계를 나타내는 도면.

도 5는, 1개의 방전등을 구동하는 경우의 등가회로도.

도 6은, 본 발명에 관한 액정표시장치의 다른 실시예를 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 배면판 21∼2n : 방전등

31, 32 : 마스터장치 32 : 슬레이브장치

311, 321 : 구동회로 312, 322 : 밸러스트 회로

Cb1∼Cb4 : 관전류보상용의 캐패시터 C11∼C1n : 밸러스트 캐패시터

C21∼C2n : 밸러스트 캐패시터

본 발명은, 방전등 구동장치 및 액정표시장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 액정표시장치에 있어서 백 라이트를 구성하는 방전등을 구동하는 회로의 개량에 관한 것이다.

액정표시장치는, 노트북 PC나 워드프로세서의 표시장치를 비롯하여, PC 액정 모니터, 액정 TV까지 넓은 범위에 사용되고 있다. 근래, 액정판의 대형화가 진행되어, 예를 들면 특허문헌 1, 2에 개시되어 있듯이, 여러개의 방전등(냉음극관)을, 케이스체의 면에 평행이 되는 관계로, 서로 간격을 두고 병렬로 배치하고, 이들을 동시 점등시키는 방식이 채택되고 있다.

그런데, 방전등에 전압을 인가하면, 방전등과 케이스체의 사이에 발생하는 기생용량을 통하여, 케이스체에 누설전류가 흐르므로, 케이스체 속의 각 방전등의 배치상황에 따라, 각 방전등 사이에 누설전류의 차이가 생겨, 각 방전등 사이의 관전류 밸런스가 무너진다.

각 방전등 사이의 관전류 밸런스가 무너지면, 방전등의 수명에 큰 영향을 주기 때문에, 이것을 방지할 필요가 있는 바, 특허문헌1(일본특허공개공보 2004-241136호), 특허문헌2(일본특허공개공보 1994-267674호)를 포함하여 그러한 과제에 대응할 수 있는 종래 기술은 아직도 알려지지 않았다.

본 발명의 과제는, 각 방전등간의 관전류 밸런스를 유지하여, 방전등을 장기수명화할 수 있는 방전등 구동장치, 및 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 방전등 구동장치는, 구동회로와 밸러스트 회로를 포함한다. 상기 구동회로는, 교류전압을 출력하는 회로이다. 상기 밸러스트 회로는, 복수의 캐패시터를 포함하고 있으며, 상기 복수의 캐패시터의 각각은, 일끝단이 공통으로 접속되어 상기 구동회로쪽으로 유도되고, 다른 끝단이 복수 구비된 방전등 접속단자의 각각에 개별적으로 접속되어 있다. 상기 복수의 캐패시터중의 적어도 하나는, 다른 캐패시터보다 큰 용량값을 가진다.

본 발명에 관한 방전등 구동장치는, 방전등, 배면판 및 액정판과 조합하여 액정표시장치를 구성한다. 상기 배면판은, 금속재료로 구성된다. 상기 방전등은, 복수이며, 각각은 상기 배면판의 한 면위에 서로 간격을 두고 배치되어, 전극이 상기 방전등 구동장치의 상기 방전등 접속단자에 접속되어 있다. 상기 액정판은, 상기 방전등의 앞면에 배치되어 있다.

상기 구성의 액정표시장치에 있어서, 방전등의 각각은, 구동회로로부터, 밸러스트 회로를 구성하는 밸러스트 캐패시터를 통과하여 공급되는 교류 전압에 의해서 구동되어, 관전류가 흘러 점등한다. 방전등의 앞면에는, 액정판이 배치되어 있기 때문에, 방전등을 백 라이트하여, 액정표시가 이루어진다.

방전등의 각각은, 금속재료로 구성되어 그라운드 전위에 놓여지는 배면판에, 서로 간격을 두고 배치되어 있기 때문에, 방전등과 배면판의 사이에는 기생용량이 발생한다. 기생용량은, 방전등과 배면판의 사이의 거리에 따라서 변화한다. 각 방전등과 배면판과의 사이의 거리는, 배면판의 실제적인 구조, 형상 및 배면판에 대한 복수의 방전등의 각각의 배치 관계에 의해서 변화하는 것으로, 모든 방전등에 있어서, 완전하게 일치시킬 수 없다.

실제적인 배면판에서는, 방전등의 앞면에 액정판 등을 부착할 필요가 있어, 주변에, 한면으로부터 솟아오른 입상부를 가지고 있다. 방전등의 각각을, 길이 방향이(상기 주변 중의) 한 변에 평행이 되는 관계에서, 배면판의 한 면위에 배치하는 일반적인 구조에서는, 입상부에 가장 가까운 위치에 있는 방전등은, 배면판의 면과의 사이에서 발생하는 기생용량 외에, 입상부와의 사이에서도, 기생용량이 발생한다.

이 때문에, 어떤 처치도 하고 있지 않으면, 상술한 예의 경우, 입상부에 가까운 위치에 있는 방전등은, 그 안쪽에 있는 방전등보다도, 기생 용량을 통한 누설 전류가 커져, 각 방전등 사이의 관전류 밸런스가 무너져서, 방전등의 수명이 짧아져 버린다. 또한, 방전등의 개개의 휘도에 불균일함이 발생한다.

따라서, 본 발명에 관한 액정표시장치에 있어서, 방전등 구동장치를 구성하는 밸러스트 회로에 포함되는 복수의 캐패시터중의 적어도 하나는, 다른 캐패시터보다 큰 용량값을 가지도록 한다. 그리고, 다른 캐패시터보다 큰 용량값을 가진 캐패시터의 접속된 방전등 접속단자에, 누설 전류가 큰 방전등을 대응 접속시킨다. 이에 따라, 관전류를 밸런스있게 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 구성 및 이점에 대해서는 첨부한 도면을 참조하여 더 욱 상세하게 설명한다. 첨부한 도면은, 단순한 예시에 지나지 않는다.

[실시예]

도 1은 본 발명에 관한 방전등 구동장치를 조립해 넣은 액정표시장치의 방전등 부분도, 도 2는 도 1에 나타낸 액정표시장치의 부분 단면도이다. 도 1에 있어서, 설명의 형편상, 액정판은 생략되어 있다. 도시한 실시예는, 절연내압 처리의 용이화 등을 위해서, 방전등을 양 끝단으로부터 구동하는 양측(兩側)구동방식을 취한 예를 나타내고 있다. 무엇보다, 편측(片側)구동방식이어도, 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 액정표시장치는, 방전등 구동장치(31, 32)와, 방전등(21∼2n)과, 배면판(1)과 액정판(5)을 포함하고 있다. 방전등(21∼2n)은, 냉음극 방전등이다. 냉음극 방전등은, 전극에 전류 전압이 인가되었을 때, 전극으로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자는 관내에서 가속해 불활성가스(Ne-Ar가스)나 수은 분자에 충돌한다. 이 때, 충돌한 수은 분자는 여기(勵起) 상태가 되어 기저(基底) 상태로 돌아올 때에 자외선을 방출하고, 이 자외선이 관내에 도포되어 있는 형광체에 조사되는 것에 의해, 형광체는 여러가지 파장의 가시광선이 된다. 그 휘도는 방전등에 흐르는 전류와 비례관계가 되고 있다.

방전등 구동장치(31, 32)는, 제 1 방전등 구동장치(31) (이하, 마스터 장치라고 한다)와, 제 2 방전등 구동장치(이하, 슬레이브 장치라고 한다)(32)의 조합에 의해서 구성되어 있다. 도시한 액정표시장치는, 방전등(21∼2n)을 양 끝단으로부터 구동하는 양측구동방식을 취하고 있기 때문에, 슬레이브 장치(32)에 있어서, 방 전등 접속단자에 공급되는 교류 전압은, 마스터 장치(31)의 방전등 접속 단자에 공급되는 교류 전압에 대해서, 180도의 위상차이를 가지게 된다.

마스터 장치(31)는, 기판(310) 위에, 구동회로(311) 및 제 1 밸러스트 회로(312) 등을 탑재하여 구성되어 있다. 구동회로(311)는, 외부로부터 공급되는 전원 Vin에 기초하여, 교류 전압을 생성한다. 전원 Vin는, 상용교류전원을 직류 변환한 후, DC/DC 컨버터 등에 의해서, 안정화된 직류 전압이다.

구동회로(311)는, DC/AC 변환회로, 트랜스 및 제어회로 등을 포함하고 있다. DC/AC 변환회로는, 대표적으로는, 스위칭 방식의 인버터이며, 제어회로에 의해서 펄스폭 제어된 교류전압을 생성하여, 이것을 출력한다. 구동회로(311)에 의해서 얻어진 교류전압은, 트랜스를 거쳐, 제 1 밸러스트 회로(312)에 공급된다.

제 1 밸러스트 회로(312)는, n개의 밸러스트 캐패시터(C11∼C1n)를 포함하고 있다. 이들 밸러스트 캐패시터(C11∼C1n)의 각각은, 일끝단이 공통으로 접속되어 구동회로(311)의 쪽으로 유도되고, 다른 끝단이 복수 구비된 방전등 접속단자의 각각에 개별적으로 접속되어 있다. 밸러스트 캐패시터(C11∼C1n)의 각각의 용량값은, 기본적으로는, 서로 거의 같은 값으로 선정되지만, 약간 다르게 해도 좋다.

방전등(21∼2n)과 마스터 장치(31)의 접속에 있어서, 마스터 장치(31)의 밸러스트 캐패시터(C11∼C1n)의 각각의 다른 끝단이 접속되어 있는 방전등 접속 단자의 각각에, 방전등(21∼2n)의 전극의 한쪽이 개별적으로 접속되고 있다.

한편, 슬레이브 장치(32)는, 기판(320) 위에, 구동회로(321) 및 제 2 밸러스트 회로(322) 등을 탑재하여 구성되어 있다. 구동회로(321)는, 트랜스는 필요하지 만, 마스터 장치(31)와 달리, DC/AC 변환회로 및 제어회로 등은, 반드시 필요하지는 않다. 마스터 장치(31)에 대해서 종적인 입장에 있고, 마스터 장치(31)에 구비된 것을 공용할 수 있기 때문이다. 도시한 실시예에서는, 구동회로(311)로부터 출력되는 교류전압이, 케이블 등을 이용하여, 구동회로(321)에 공급되고 있다.

제 2 밸러스트 회로(322)는, n개의 밸러스트 캐패시터(C21∼C2n)를 포함하고 있다. 밸러스트 캐패시터(C21∼C2n)의 각각은, 일끝단이 공통으로 접속되어 구동회로(321) 쪽으로 유도되고, 다른 끝단이 방전등 접속단자의 각각에 개별적으로 접속되고 있다. 밸러스트 캐패시터(C21∼C2n)의 각각의 용량값은, 기본적으로는, 서로 거의 같은 값으로 선정되지만, 약간 다르게 해도 좋다.

방전등(21∼2n)과 슬레이브 장치(32)와의 접속에 있어서, 슬레이브 장치(32)의 밸러스트 캐패시터(C21∼C2n)의 각각의 다른 끝단이 접속되어 있는 방전등 접속단자의 각각에, 방전등(21∼2n)의 전극의 한쪽이 개별적으로 접속되어 있다.

배면판(1)은, 알루미늄 등의 금속재료에 의해서 구성된다. 배면판(1)은, 방전등(21∼2n)의 앞면에 액정판(5)을 부착할 필요에 의해, 주변에 한 면으로부터 돌출하는 입상부(11∼14)를 가지고 있다.

배면판(1)의 한 면위에, 방전등(21∼2n)의 각각을 배치했을 경우, 방전등(21∼2n)과 배면판(1)의 면과의 사이에서 기생 용량 Cs1이 발생한다(도 1, 도 3 참조). 이들 기생용량 Cs1은, 방전등(21∼2n)의 사이에서 실질적으로 동일한 것으로 간주할 수 있기 때문에, 누설전류는 발생하지만, 관전류의 언밸런스를 일으킬 정도의 것은 아니다. 문제는, 가장 바깥쪽에 위치하는 2개의 방전등(21, 2n)과 배면판 (1)의 사이에 발생하는 기생 용량 Cs2이다.

방전등(21∼2n)을, 그 길이방향이 입상부(11, 12)에 평행이 되는 관계로 배치한 실시예의 경우, 가장 바깥쪽에 위치하는 2개의 방전등(21, 2n)은, 입상부(11, 12)에 가까운 위치에 있고, 기생용량 Cs1 외에, 입상부(11, 12)와의 사이에서도, 기생용량 Cs2를 발생한다. 기생용량 Cs2는, 방전등(21∼2n)과 배면판(1)과의 사이의 거리 D에 의해서 변화한다.

도 4는, 도 3에 나타낸 바와 같은 배치에 있어서, n=10으로 했을 경우의 방전등과 기생용량과의 관계를 나타내는 도면이다. 입상부(11, 12)에 가까운 위치에 있는 번호 1의 방전등 및 번호 10의 방전등이, 높은 기생용량값을 나타내고 있다.

도 4에 나타낸 특성을, 도 1∼도 3에 나타낸 방전등 배치 구조에 넣어보면, 입상부(11, 12)에 가까운 위치에 있는 방전등(21, 2n)은, 그 안쪽에 있는 방전등(22∼2n-1)보다도, 기생 용량 Cs2가 있는 만큼, 누설전류가 커져, 각 방전등(21∼2n)의 사이의 관전류 밸런스가 무너져, 방전등(21∼2n)의 수명이 짧아진다. 또한, 방전등(21, 2n)의 휘도가 저하된다고 하는 문제도 발생한다.

따라서, 입상부(11, 12)에 가까운 위치에 있는 방전등(21, 2n)의 적어도 1개, 예를 들면 방전등(21)에 접속되는 밸러스트 캐패시터(C21, C11)와 병렬로, 관전류 보상용의 캐패시터(Cb1, Cb3)를 접속한다. 이에 따라, 방전등(21)에 있어서, 밸러스트 캐패시터 전체로서의 용량값은 (C21+Cb1), (C11+Cb3)가 되기 때문에, 다른 방전등 접속단자의 밸러스트 캐패시터(C12∼C1n-1), (C22∼C2n-1)보다도 큰 캐패시턴스값을 가지게 된다. 이러한 구성에 의하면, 방전등(21∼2n)에 있어서, 관 전류를 밸런스시킬 수 있다. 이 점에 대해, 도 5를 참조하여, 논리적으로 설명한다.

도 5는, 1개의 방전등을 구동하는 경우의 등가 회로도를 나타내고 있다. AC전압원으로부터, 밸러스트 회로의 밸러스트 캐패시터 Cb, 내부저항 rb를 통하여, 임피던스 Z를 가지는 방전등(2)에 교류전압 V를 인가하고, 관전류 IL를 흐르게 했을 경우, 방전등(2)과 그라운드와의 사이에, 기생용량 Cs가 발생한다. 이 회로의 임피던스 Z는,

Z = (1/jωCb) + rb + 1/(jωCs+1/ZL) …… (1)

이 되고, 관전류 IL는,

IL = V/Z …… (2)

이 된다.

식 (1)에 의하면, 관전류 보상용의 캐패시터(Cb1, Cb3)를 추가한 본 발명의 경우, 밸러스트 캐패시터 Cb의 값이 커지기 때문에, 임피던스 Z가 작아지고, 식 (2)보다, 관전류 IL가 증대한다.

도 1∼도 3의 실시예에서는, 방전등(21)에 대한 밸러스트 캐패시터의 용량값을 증대시키고 있다. 이것은, 방전등(21)을 가장 아래쪽에 두고, 방전등(21∼2n)을 상하 배치로 했을 경우, 가장 아래쪽에 위치하는 방전등(21)이, 다른 방전등(22∼2n)과의 대비에 있어서, 관전류 밸런스가 부족하다고 하는 사실에 기초한다.

가장 위쪽에 위치하는 방전등(2n)도, 입상부(11, 12)와의 사이에서, 기생 용량 Cs2를 발생시키는 것은, 이미 설명한 바와 같지만, 방전등(2n)은, 방전등 점등 에 의한 다른 방전등의 복사열을 받아, 온도가 높아져, 관전류가 증가하는 경향이 있으므로, 가장 아래쪽의 방전등(21)에 비하여, 관전류 증대를 위한 필요성은 그다지 높지 않다. 무엇보다, 가장 위쪽의 방전등(2n)에, 관전류 증대를 위한 처리를 하는 것을 배제하는 것은 아니다.

또한, 도시한 것으로는, 밸러스트 캐패시터(C21, C11)에 대해, 이것과는 다른 관전류 보상용의 캐패시터(Cb1, Cb3)를 병렬 접속하는 회로를 나타내고 있지만, 밸러스트 캐패시터(C21, C11) 및 관전류 보상용의 캐패시터(Cb1, Cb3)의 합성 용량값이 확보되는 한, 1개의 캐패시터로 구성해도 좋고, 3개 이상의 캐패시터로 구성해도 좋다.

다음에, 도 6을 참조하여, 본 발명에 관한 액정표시장치의 다른 실시예를 설명한다.

이들 도면에 있어서, 도 1에 나타난 구성 부분에 대응하는 부분에 대해서는, 동일한 참조 부호를 부여하고, 중복 설명은 생략한다. 도 6에 도시된 액정표시장치에서는, 가장 아래쪽의 방전등(21) 및 가장 위쪽의 방전등(2n)에, 밸러스트 캐패시터(C21 및 C2n)와 병렬로, 관전류 보상용의 캐패시터(Cb1, Cb2)를 접속하고, 계속해서, 밸러스트 캐패시터(C11 및 C1n)와 병렬로, 관전류 보상용의 캐패시터(Cb3, Cb4)를 접속하고 있다.

이상, 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 내용을 구체적으로 설명했지만, 본 발명의 기본적 기술사상 및 교시에 기초하여, 당업자라면, 여러가지 변형형태를 채택할 수 있음은 자명하다.

상기 본 발명에 관한 액정표시장치에 의하면 밸러스트 캐패시터의 적어도 두개는, 관전류 보상용 캐패시터가 병렬 접속되어 용량값을 증대시키고, 관전류를 밸런스있게 할 수 있다.

Claims

구동회로와 밸러스트 회로를 포함한 방전등 구동장치로서,

상기 구동회로는 교류 전압을 출력하는 회로이고,

상기 밸러스트 회로는 복수의 캐패시터를 포함하고 있으며,

상기 복수의 캐패시터의 각각은 일끝단이 공통으로 접속되어 상기 구동회로쪽으로 유도되고, 다른 끝단이 복수 구비된 방전등 접속단자의 각각에 개별적으로 접속되며,

상기 복수의 캐패시터의 적어도 하나는 다른 캐패시터보다 큰 용량값을 가지는, 방전등 구동장치.
제 1 항에 있어서,

제1 방전등 구동장치와, 제2 방전등 구동장치를 포함하고,

상기 제2 방전등 구동장치의 상기 방전등 접속단자에 공급되는 교류전압은, 상기 제1 방전등 구동장치의 상기 방전등 접속단자에 공급되는 교류전압에 대해서, 180도의 위상차를 가지는 것을 특징으로 하는, 방전등 구동장치.
방전등 구동장치와, 방전등과, 배면판과, 액정판을 포함한 액정표시장치에 있어서,

상기 방전등 구동장치는 제 1 항에 기재된 것이며,

상기 배면판은 금속재료로 구성되고,

상기 방전등은 복수로서 각각은 상기 배면판의 한 면위에 서로 간격을 두고 배치되고, 상기 방전등의 전극이 상기 방전등 구동장치의 상기 방전등 접속 단자에 접속되어 있으며,

상기 액정판은 상기 방전등의 앞면에 배치되어 있는, 액정표시장치.
방전등 구동장치와, 방전등과, 배면판과, 액정판을 포함한 액정표시장치에 있어서,

상기 방전등 구동장치는, 제 2 항에 기재된 것이고,

상기 배면판은, 금속재료로 구성되어 있고,

상기 방전등은 복수로서, 각각은 상기 배면판의 한 면위에 서로 간격을 두고 배치되며, 상기 방전등의 전극의 한쪽이 상기 제 1 방전등 구동장치의 상기 방전등 접속단자에 접속되고, 상기 방전등의 전극의 다른 한쪽이 상기 제 2 방전등 구동장치의 상기 방전등 접속단자에 접속되어 있으며,

상기 액정판은, 상기 방전등의 앞면에 배치되어 있는, 액정표시장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 다른 캐패시터보다 큰 용량값을 가지는 상기 캐패시터는 상기 방전등 중에서 가장 바깥쪽에 위치하는 방전등에 접속되어 있는, 액정표시장치.