KR20060096852A

KR20060096852A - 병렬 구동이 가능한 램프 결합 구조

Info

Publication number: KR20060096852A
Application number: KR1020050018108A
Authority: KR
Inventors: 박철진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-09-13
Also published as: US20060197466A1; JP2006245005A; EP1699273A2; EP1699273A3; KR100646427B1; CN1829408A

Abstract

본 발명은 병렬 구동이 가능한 CCFL의 구조를 제안한다. 이를 위해 본 발명은 병렬로 연결된 복수 개의 냉음극선관 램프(CCFL)들과 복수 개의 냉음극선관 램프들과 연결되어 냉음극선관 램프들을 방전시킬 수 있도록 공급받은 전원의 크기를 조절하는 제1전류 제한부와 전달받은 교류 전원의 크기를 변경하고, 변경된 교류 전원을 제1전류 제한부로 공급하는 인버터를 포함하는 램프 구동 장치를 제안한다. 이와 같이 병렬 구동이 가능한 CCFL 구조를 제안함에서 CCFL의 제작 비용을 줄일 수 있음은 물론 불량률을 최소화할 수 있다.

CCFL, EEFL, 임피던스, 캐패시터, 병렬 구동

Description

병렬 구동이 가능한 램프 결합 구조{Lamp joint structure in which a parallel drive is possible}

도 1은 종래 CCFL의 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCFL의 구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCFL를 포함하고 있는 영상표시패널의 구조를 도시한 도면, 그리고,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCFL의 구성하고 있는 램프와 램프와 연결된 발라스트 캐패시터를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200: 인버터 202: 제어부

204: 트랜스포머 210, 230: 전류제한부

210a 내지 210c, 230a 내지 230c: 발라스트 캐패시터

220: LCD 220a 내지 220c: 램프

240: 전류 감지부

본 발명은 CCFL 램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 병렬 구동이 가능한 CCFL 램프의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Disply, LCD)는 액정을 정밀하게 제어하여 정보처리장치에서 처리된 데이터를 문자, 영상, 동영상 등의 방식으로 디스플레이하는 평판 표시장치의 하나로 정의할 수 있다.

또한, 액정표시장치는 음극선관(Cathod Ray Tube)과 같이 자체 발광능력을 갖는 디스플레이장치와는 달리 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에 별도의 광원유닛을 필요로 한다.

광원유닛은 점광원(One-dimensional Light)인 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 또는 선광원(Two-dimensional Light)인 냉음극선관 램프(Cold Cathode Flurescent Lamp, CCFL)와 외부전극형광램프(External Electrode Flourscent Lamp, EEFL)가 있다.

EEFL은 휘도가 400nit 이상으로 CCFL보다 60% 이상 뛰어나 고휘도를 필요로 하는 TV 등 TFT LCD의 응용분야를 더욱 확산시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 EEFL은 전극이 램프 안에 있는 CCFL과는 달리 전극이 외부에 있어 병렬로 작동함으로서, 램프간의 전류편차를 줄여 고른 휘도 구현이 가능하다.

특히, EEFL을 채택하면 기존 램프마다 필요로 했던 인버터를 한개를 줄일 수 있어 부품 수 감소에 따른 원가절감과 LCD 모듈의 무게를 대폭 줄일 수 있으며, 에너지 효율이 높고 수명이 길다는 장점을 가지고 있다. 다만 EEFL은 CCFL에 비해 노이즈와 많은 열을 발생하며, 제작이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이하 종래 CCFL 의 구조와 동작 원리에 대해 알아보기로 한다.

도 1은 종래 CCFL의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 CCFL은 복수 개의 인버터들(100, 110, 120)과 램프들(106, 116, 126), 전류감지부들(108, 118, 128)을 포함하다. 전달받은 교류전원을 직류전원으로 변환하는 인버터(100)는 제어부(102)와 트랜스포머(104)를 포함한다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이 램프(106)는 인버터(100)와 연결되어 있으며, 램프(116)는 인버터(110)와 연결된다. 또한, 램프(126)는 인버터(120)와 연결되어 있다. 전류감지부(108)는 램프(106)로부터 전달되는 전류의 양을 감지하여 인버터(100)로 전달한다. 인버터(100)를 구성하고 있는 제어부(102)는 전류감지부(108)로부터 전달받은 전류의 양과 기준 전류의 양을 비교하여 램프(106)로 전달되는 전류의 양을 조절한다. 트랜스포머(104)는 외부로부터 전달받은 전압의 크기를 변경한다. 즉, 전달받은 전압의 크기는 램프를 방전시키는 위한 전압의 크기보다 작으므로, 트랜스포머는 권선수를 이용하여 전달받은 전압의 크기를 변경한다. 물론 출력되는 전압의 크기는 제어부(102)에 의해 제어된다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이 각 램프별로 고유한 인버터가 연결되어 있다. 이로 인해 램프의 개수가 많은 대형 LCD 제품의 경우 다수의 인버터를 사용되므로 트랜스포머, 제어부, 스위칭 소자 등의 개수가 증가하게 된다.

트랜스포머, 제어부, 스위칭 소자 등의 개수가 증가하게 됨으로서 CCFL의 제조 단가가 높아지고 불량률이 높아진다는 단점을 가지게 된다. 즉, 램프의 허용오차(tolerance)와 인버터의 허용오차 등에 따라 구동 특성이 바뀌어 램프에 흐르는 전류 편차를 제어하기가 어려워 휘도 불균형과 더불어 램프의 수명에 악영향을 미친다. 따라서, 병렬 구동이 가능한 CCFL 구조가 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출한 것으로, 병렬 구동이 가능한 CCFL을 제조하는 방안을 제안함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 낮은 제조 원가와 불량률을 갖는 CCFL을 제조하는 방안을 제안함에 있다.

상술한 목적들을 이루기 위해 본 발명은 병렬로 연결된 복수 개의 냉음극선관 램프(CCFL)들; 상기 복수 개의 냉음극선관 램프들과 연결되어 상기 냉음극선관 램프들을 방전시킬 수 있도록 공급받은 전원의 크기를 조절하는 제1전류 제한부; 및 전달받은 교류 전원의 크기를 변경하고, 상기 변경된 교류 전원을 상기 제1전류 제한부로 공급하는 인버터;를 포함함을 특징으로 하는 램프 구동 장치를 제안한다.

바람직하게, 제1전류 제한부는 복수 개의 발라스트 캐패시터들을 포함하며, 상기 발라스트 캐패시터들은 중첩되지 않게 상기 냉음극선관 램프들과 연결되며, 상기 발라스트 캐패시터는 수 ㎊ 내지 수백 ㎊의 용량을 가진다.

바람직하게, 램프 구동 장치는 냉음극선관 램프로부터 전달받은 전압의 크기를 조절하는 제2전류 제한부를 포함하며, 인버터는 전달받은 제어 명령에 따라 상기 교류전원의 크기를 변경하는 트랜스포머와 트랜스포머를 제어하는 제어부를 포함한다.

상술한 목적들을 이루기 위해 본 발명은 지지케이스 내에 설치되며, 입사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 영상표시패널과; 상기 영상표시패널로 광을 출사하는 선광원유닛을 포함하며,

상기 선광원유닛은, 병렬로 연결된 복수 개의 냉음극선관 램프(CCFL)들; 상기 복수 개의 냉음극선관 램프들과 연결되어 상기 냉음극선관 램프들을 방전시킬 수 있도록 공급받은 전원의 크기를 조절하는 제1전류 제한부; 및 전달받은 교류 전원의 크기를 변경하고, 상기 변경된 교류 전원을 상기 제1전류 제한부로 공급하는 인버터;를 포함함을 특징으로 하는 영상 표시 장치를 제안한다.

이하, 첨부된 도면들과 함께 본 발명의 실시예에 따른 병렬 구동이 가능한 CCFL을 제조 방안에 대해 알아보기로 한다. 즉, 본 발명은 EEFL, FFL(Flat Flourscent Lamp)와 같이 병렬 구동이 가능한 CCFL을 제안한다.

도 2는 본 발명에서 제안하는 병렬 구동이 가능한 CCFL의 구조를 도시하고 있다. 도 2는 CCFL은 인버터(200)와 두 개의 전류 제한부들(210, 230), 복수 개의 램프들(220a 내지 220c), 전류 감지부(240)를 포함한다. 인버터(200)는 제어부(202)와 트랜스포머(204)를 포함한다.

전류 감지부(240)는 전류 제한부(230)로부터 전달되는 전류의 양을 감지하고, 감지한 전류의 양을 인버터(200)로 전달한다. 인버터(200)를 구성하고 있는 제어부(202)는 전류감지부(240)로부터 전달받은 전류의 양과 기준 전류의 양을 비교하여 램프(220)로 전달되는 전류의 양을 조절한다. 트랜스포머(204)는 외부로부터 전달받은 전압의 크기를 변경한다. 즉, 전달받은 전압의 크기는 램프를 방전시키는 위한 전압의 크기보다 작으므로, 트랜스포머(204)는 권선수를 이용하여 전달받은 전압의 크기를 변경한다. 물론 출력되는 전압의 크기는 제어부(202)에 의해 제어된다. 이와 같이 제어부(202)는 하나의 램프로 전달되는 전압의 크기를 제어하는 것이 아니라 복수 개의 램프들로 전달되는 전압의 크기를 조절한다. 따라서, 제어부(202)는 복수 개의 램프들을 하나의 그룹으로 관리한다.

전류제한부(210, 230)는 CCFL이 방전하기 전까지 램프에 충분한 구동(start up) 전원을 공급하고, 램프 임피던스보다 큰 발라시트 임피던스에 의해 램프의 허용오차에 대한 영향을 줄어주는 역할을 한다. 상술한 바와 같이 램프는 고유한 특성을 가지고 있으므로, 동일한 전류가 복수 램프로 전달되는 것이 아니라 저항값에 따라 상이한 전류가 램프로 전달된다. 즉, 저항값이 작은 램프는 많은 전류가 도통되고, 저항값이 큰 램프는 적은 전류가 도통된다. 따라서, 많은 전류가 도통되는 램프는 수명이 단축되며, 적은 전류가 도통되는 램프는 방전이 일어나지 않게 된다. 따라서, 저항값에 상관없이 복수 개의 램프들이 방전할 수 있는 방안이 필요하다.

즉, 전류 제한부(210, 230)는 저항값에 상관없이 전달받은 전류를 이용하여 램프를 방전시킨다. 즉, 전류 제한부(210, 230)는 소용량의 발라스트 캐패시터를 사용함으로서 임피던스를 높이며, 이로 인해 램프를 방전시킬 수 있는 전압을 생성한다. 부가하면, 전류 제한부(210, 230)는 임피던스를 높임으로서 램프의 허용오차로 인해 발생되는 램프 전류 편차를 줄일 수 있다. 램프는 전달받은 전류에 의해 광을 방출한다. 캐패시터의 임피던스는 하기 수학식 1과 같다.

Xc는 캐패시터의 임피던스를 의미하며, f는 동작 주파수, C는 캐패시터의 용량을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 구동이 가능한 CCFL을 포함하는 영상표시패널을 도시하고 있다. 도 3에 의하면, 영상표시패널은 복수 개의 램프들(220)과 전류 제한부(210, 230), 인버터(200)를 도시하고 있다. 전류감지부(도시되지 않음)는 전류제한부(230)와 램프(220)간에 연결되거나, 인버터(200)의 내부에 내재될 수 있다. 상술한 바와 같이 전류 제한부(210, 230)는 복수 개의 캐패시터들을 포함하고 있으며, 각 캐패시터는 램프(220)와 연결된다. 캐패시터의 기능에 대해서는 상술한 바와 같이 램프에 충분한 구동 전원을 공급하고, 램프의 허용오차에 대한 영향을 줄여준다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 구동이 가능한 CCFL를 구성하고 있는 램프와 램프를 구동하기 위한 전원 등을 도시하고 있다.

램프는 복수 개의 저항(R1 내지 R7)을 포함하고 있다. 램프를 구성하고 있는 저항은 부성 저항의 특성을 갖는다. 즉, 전류가 공급되면 저항의 온도는 상승하고, 이로 인해 저항의 저항값은 낮아지게 된다. 저항값이 낮아지면, 저항에 흐르는 전류의 양은 많아지게 된다. 전류의 양이 많아지게 되면, 저항의 온도는 더욱 상승하게 된다. 이와 같은 과정이 반복됨으로서 저항에 흐르는 전류가 임계치를 초과하게 되면, 저항은 파손된다. 이러한 문제점를 해결하기 위해 본원 발명은 캐패시터로 구성된 전류제한부를 제안한다. 상술한 바와 같이 발라스트 캐패시터를 제안함으로서 각 램프로 공급되는 전압의 크기를 일정하게 유지하며, 동시에 전달받은 전압을 램프를 방전시키는데 필요한 전압으로 변환한다. 또한, 소용량의 발라스트 캐패시터는 큰 임피던스를 발생시키고 이로 인해 램프의 전류 편차를 줄이게 된다. 일반적으로 발라스트 캐패시터는 수 ㎊ 내지 수백 ㎊의 용량을 갖는다.

도 4에 의하면, C1과 C4는 램프의 방전을 위한 외부 전극의 기능을 수행하는 발라스트 캐패시터이며, C2와 C5는 전극과 접지면 사이에 존재하는 캐패시터이다. C3와 C6는 램프와 접지면 사이에 존재하는 캐패시터이다. C7와 C8은 전원 공급부와 접지면 사이에 존재하는 캐패시터이다. 본원 발명은 외부 전극의 기능을 수행하는 발라스트 캐패시터를 조절함으로서 램프로 전달되는 전압의 크기를 조절한다.

이상에서 설명한 본 발명의 병렬 구동이 가능한 CCFL에 의하면, 캐패시터를 이용하여 램프로 전달되는 전압의 크기를 조절함으로서, 복수개의 램프들간의 편차를 줄일 수 있게 된다. 이와 같이 병렬 구동이 가능한 CCFL 구조를 제안함에서 CCFL의 제작 비용을 줄일 수 있음은 물론 불량률을 최소화할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 적절한 모든 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

병렬로 연결된 복수 개의 냉음극선관 램프(CCFL)들;

상기 복수 개의 냉음극선관 램프들과 연결되어 상기 냉음극선관 램프들을 방전시킬 수 있도록 공급받은 전원의 크기를 조절하는 제1전류 제한부; 및

전달받은 교류 전원의 크기를 변경하고, 상기 변경된 교류 전원을 상기 제1전류 제한부로 공급하는 인버터;를 포함함을 특징으로 하는 램프 구동 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제1전류 제한부는,

복수 개의 발라스트 캐패시터들을 포함하며, 상기 발라스트 캐패시터들은 중첩되지 않게 상기 냉음극선관 램프들과 연결됨을 특징으로 하는 상기 램프 구동 장치.
제 2항에 있어서, 상기 발라스트 캐패시터는,

수 ㎊ 내지 수백 ㎊의 용량을 가짐을 특징으로 하는 상기 램프 구동 장치.
제 2항에 있어서, 상기 냉음극선관 램프로부터 전달받은 전압의 크기를 조절하는 제2전류 제한부를 포함함을 특징으로 하는 상기 램프 구동 장치.
제 1항에 있어서, 상기 인버터는,

전달받은 제어 명령에 따라 상기 교류전원의 크기를 변경하는 트랜스포머; 및

상기 트랜스포머를 제어하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 상기 램프 구동 장치.
지지케이스 내에 설치되며, 입사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 영상표시패널과;

상기 영상표시패널로 광을 출사하는 선광원유닛을 포함하며,

상기 선광원유닛은,

병렬로 연결된 복수 개의 냉음극선관 램프(CCFL)들;

상기 복수 개의 냉음극선관 램프들과 연결되어 상기 냉음극선관 램프들을 방전시킬 수 있도록 공급받은 전원의 크기를 조절하는 제1전류 제한부; 및

전달받은 교류 전원의 크기를 변경하고, 상기 변경된 교류 전원을 상기 제1전류 제한부로 공급하는 인버터;를 포함함을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
제 6항에 있어서, 상기 제1전류 제한부는,

복수 개의 발라스트 캐패시터들을 포함하며, 상기 발라스트 캐패시터들은 중첩되지 않게 상기 냉음극선관 램프들과 연결됨을 특징으로 하는 상기 영상 표시 장 치.
제 7항에 있어서, 상기 발라스트 캐패시터는,

수 ㎊ 내지 수백 ㎊의 용량을 가짐을 특징으로 하는 상기 영상 표시 장치.
제 7항에 있어서, 상기 냉음극선관 램프로부터 전달받은 전압의 크기를 조절하는 제2전류 제한부를 포함함을 특징으로 하는 상기 영상 표시 장치.
제 6항에 있어서, 상기 인버터는,

전달받은 제어 명령에 따라 상기 교류전원의 크기를 변경하는 트랜스포머; 및

상기 트랜스포머를 제어하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 상기 영상 표시 장치.