KR20060131550A - 휘도의 균일도가 향상된 액정표시소자의 백라이트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 백라이트는 액정패널에 휘도편차가 없는 균일한 광을 공급하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 백라이트는 복수의 램프와, 상기 램프의 양단에 설치된 임피던스부재와, 상기 램프와 연결되어 교류를 직류로 변환해서 상기 램프에 공급하는 교류/직류변환부로 구성된다.

백라이트, 휘도편차, 임피던스, 캐패시터, 인덕터

Description

휘도의 균일도가 향상된 액정표시소자의 백라이트{BACK LIGHT OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING IMPROVEMENT UNIFORMITY OF BRIGHTNESS}

도 1은 종래 직하형 백라이트가 적용된 액정표시소자를 나타내는 도면.

도 2는 종래 백라이트의 회로구조를 나타내는 도면.

도 3a은 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트의 회로구조를 나타내는 도면.

도 3b는 백라이트 회로구조의 다른 예를 나타내는 도면.

도 4a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트의 회로구조를 나타내는 도면.

도 4b는 백라이트 회로구조의 다른 예를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

111 : 램프 122 : 교류/직류변환부

C : 캐패시터 T1,T2 : 변압기

L : 인덕터

본 발명은 액정표시소자의 백라이트에 관한 것으로, 특히 백라이트램프 각각 의 총임피던스를 동일하게 하여 각 램프의 휘도를 동일하게 함으로써 균일한 휘도의 광을 액정패널에 공급할 수 있는 액정표시소자의 백라이트에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시소자(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

상기 액정표시소자는 투과형 표시소자로서, 액정분자의 굴절률 이방성에 의해 액정층을 투과하는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 화면상에 표시한다. 따라서, 액정표시소자에서는 화상의 표시를 위해 액정층을 투과하는 광원인 백라이트(back light)가 설치된다. 일반적으로 백라이트는 크게 2종류로 구분될 수 있다.

첫째는 램프가 액정패널의 측면에 설치되어 액정층에 광을 제공하는 측면형 백라이트이고 둘째는 램프가 액정패널의 하부에서 직접 광을 제공하는 직하형 백라이트이다.

측면형 백라이트는 액정패널의 측면에 설치되어 반사판과 도광판을 통해 액정층을 광을 공급할 수 있다. 따라서, 두께를 얇게 할 수 있게 되므로, 얇은 두께의 표시장치가 요구되는 노트북 등에 주로 사용된다. 그러나, 측면형 백라이트는 광을 발광하는 램프가 액정패널의 측면에 위치하므로 대면적의 액정패널에 적용하 기 어려울 뿐만 아니라 도광판을 통해 광이 공급되므로 고휘도를 얻기 어렵게 된다. 따라서, 근래 각광받고 있는 대면적의 LCD TV용 액정패널에는 적합하지 않다는 문제가 있었다.

직하형 백라이트는 램프로부터 발광된 광이 직접 액정층에 공급되므로 대면적의 액정패널에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 고휘도가 가능하기 때문에, 근래 LCD TV용 액정패널을 제작하는데 주로 사용되고 있다.

도 1에 직하형 백라이트가 적용된 종래 액정표시소자의 구조가 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정표시소자(1)는 크게 액정패널(liquid crystal display panel;3)과 상기 액정패널(3)의 후면에 설치된 백라이트(10)로 이루어진다. 액정패널(3)은 실제 화상이 구현되는 곳으로, 유리와 같은 투명한 하부기판(3a) 및 상부기판(3b)과 그 사이의 형성된 액정층(도면표시하지 않음)으로 이루어진다. 특히, 도면에는 도시하지 않았지만, 하부기판(3a)은 박막트랜지스터(thin film transistor)와 같은 구동소자 및 화소전극이 형성되는 박막트랜지스터기판이고 상부기판(3b)은 컬러필터층(color filter layer)이 형성되는 컬러필터기판이다. 또한, 상기 하부기판(3a)의 측면에는 구동회로부(5)가 구비되어 하부기판(3a)에 형성된 박막트랜지스터와 화소전극에 각각 신호를 인가한다.

백라이트(10)는 실제 광을 방출하여 액정패널(3)에 광을 공급하는 복수의 램프(11)와, 상기 램프(11)로부터 방출되는 광을 반사하여 광효율을 향상시키는 반사판(reflector;17)과, 상기 램프(11)로부터 방출된 광을 확산시켜 액정패널(3)로 입 사시키는 광학시트(15)로 구성된다.

도 2는 상기 구조의 백라이트(10)의 회로구조를 간략하게 나타내는 블럭도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 램프(11)의 양단에는 변압기(T1)가 연결되어 있다. 상기 변압기(T1)는 브릿지회로와 같은 교류/직류변환부(22)에 연결되어 있다. 입력전원(Vin)으로부터 입력되는 교류전류는 상기 교류/직류변환부(22)에서 직류전류로 변환되어 상기 변압기(T1)로 인가되며, 변압기(T1)에서 전압이 조절되어 램프(11)의 양단에 인가된다.

그런데, 상기와 같은 구성의 백라이트는 다음과 같은 문제가 발생한다. 통상적으로 각각의 램프(11)는 서로 다른 내부 임피던스를 갖는다. 따라서, 전류가 각각의 램프(11)에 인가되는 경우 서로 다른 임피던스에 의해 다른 세기의 전류가 인가되므로, 각 램프(11)의 휘도가 달라지게 된다. 이러한 각 램프(11) 휘도 차이는 결국 전체 백라이트(11)의 휘도편차를 야기하므로, 결국 액정표시소자가 불량으로 되는 원인이 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 액정패널에 광을 공급하는 복수의 램프 각각의 임피던스를 동일하게 하여 램프로부터 발광하는 광의 휘도를 동일하게 함으로써, 액정패널에 항상 균일한 휘도의 광을 공급할 수 있는 백라이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 바와 같은 휘도편차가 없는 광을 공급하는 백 라이트를 구비한 액정표시소자를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 백라이트는 복수의 램프와, 상기 램프의 양단에 설치된 임피던스부재와, 상기 램프와 연결되어 교류를 직류로 변환해서 상기 램프에 공급하는 교류/직류변환부로 구성된다.

상기 임피던스부재는 캐패시터 또는 인덕터이며, 상기 임피던스부재의 임피던스는 램프의 내부 임피던스에 따라 달라지져서 결국 각각의 램프의 총임피던스는 동일하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시소자는 복수의 화소가 구비되어 화상이 구현되는 액정패널과, 상기 액정패널에 광을 공급하는 적어도 복수의 램프와, 상기 램프의 양단에 설치된 임피던스부재와, 상기 램프와 연결되어 교류를 직류로 변환해서 상기 램프에 공급하는 교류/직류변환부로 구성된다.

본 발명에서는 백라이트에 설치되는 복수의 램프 각각의 총임피던스를 동일하게 설정하여 전체 램프의 휘도를 동일하게 함으로써 램프의 휘도편차에 의한 불량을 방지할 수 있게 된다. 이를 위해, 본 발명에서는 각 램프의 양단에 캐패시터나 인덕터를 접속하여 각 램프의 총 임피던스를 모두 동일하게 함으로써 액정표시소자의 휘도를 균일하게 하는 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시소자의 백라이트에 대해 상세히 설명한다.

도 3a은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시소자의 백라이트회로를 나타내 는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정패널에 광을 공급하는 복수의 램프(111)는 병렬로 연결되어 있다. 상기 램프(111)는 CCFL(Cold Cathod Fluorescent Lamp) 또는 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)이지만, 다른 형태의 다양한 램프가 사용될 수도 있을 것이다. 또한, 상기 램프(111)의 양단에는 변압기(T1)가 상기 램프(111)와 병렬로 연결되어 있으며, 상기 변압기(T1)는 교류/직류변환부(122)에 접속되어 있다. 입력전원(Vin)으로부터 입력되는 교류전류는 상기 교류/직류변환부(122)에서 직류전류로 변환되어 상기 변압기(T1)로 인가되며, 변압기(T1)에서 전압이 조절되어 램프(11)의 양단에 직류전류가 인가된다.

각 램프(111)의 양단에는 캐패시터(C1,C2...Cn)가 연결되어 있다. 상기 캐패시터는 램프(111)의 내부 임피던스(Zin)에 따라 크기가 달라지는 것으로, 내부 임피던스(Zin)가 작은 램프(111)에는 상대적으로 작은 값의 캐패시터가 접속되어 상대적으로 큰값의 외부 임피던스(Zex=1/wC, 여기서 w는 주파수이고 C는 캐패시턴스)가 인가된다. 또한, 내부 임피던스(Zin)가 큰 램프(111)에는 상대적으로 큰 값의 캐패시터가 접속되어 상대적으로 작은 값의 외부 임피던스(Zex)가 인가된다. 따라서, 각각의 램프(111)에는 모두 동일한 임피던스(Ztotal=Zin+Zex)가 인가되는 것이다.

이와 같이, 동일한 임피던스가 모든 램프에 인가됨에 따라 모든 램프(111)에는 동일한 전류가 인가되므로, 모든 램프(111)의 휘도가 동일하게 된다. 따라서, 액정패널 전체에 걸쳐서 균일한 휘도의 광이 공급되는 것이다.

한편, 백라이트에 설치되는 모든 램프(111)가 서로 다른 내부 임피던스(Zin) 를 갖는 것은 아니다. 즉, 동일한 내부 임피던스(Zin)를 갖는 램프(111)도 존재하고 다른 임피던스(Zin)를 갖는 램프(111)도 존재하는 것이다. 이 경우 모든 램프(111)에 캐패시터(C1,C2....Cn)를 연결할 수도 있지만(물론, 동일한 내부 임피던스(Zin)를 갖는 램프에는 동일한 캐패시턴스를 갖는 캐패시터를 연결한다), 도 3b에 도시된 바와 같이 동일한 내부 임피던스(Zin)를 갖는 복수의 램프(111)를 하나의 그룹으로 묶어 이 그룹의 램프(111)와 병렬로 캐패시터(Cs1,Cs2...Csm)를 연결할 수 도 있을 것이다.

도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시소자의 백라이트회로를 나타내는 도면이다.

이 실시예의 백라이트 회로는 도 3a에 도시된 실시예의 백라이트 회로와 그 구조가 유사하다(따라서, 도 3a의 실시예와 동일한 구조에 대해서는 그 설ㄹ명을 생략한다). 단지, 이 실시예에서는 외부 임피던스를 인덕터로 구현한다. 일반적으로 인덕턴스(L)은 임피던스와 비례하기 때문에(즉, Z∝ωL), 작은 내부 임피던스(Zin)를 갖는 램프(211)의 양단에는 큰 인덕턴스를 갖는 인덕터(L1,L2...Ln)를 연결하고 큰 내부 임피던스(Zin)를 갖는 램프(211)의 양단에는 작은 인덕턴스를 갖는 인덕터(L1,L2...Ln)를 연결하여, 모든 램프(211)의 임피던스(Ztotal)를 동일하게 함으로써 균일한 휘도의 광을 액정패널에 공급한다.

이 실시예에서도 도 4b에 도시된 바와 같이 동일한 내부 임피던스(Zin)를 갖는 램프(211)를 하나의 그룹으로 묶고 각 그룹의 내부 임피던스(Zin)에 대응하는 값의 인덕터(Ls1,Ls2...Lsm)를 해당 그룹의 램프(211)와 병렬 연결함으로써 동일한 휘도의 광을 액정패널로 공급할 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 구조는 본 발명의 권리의 범위를 한정하는 것은 아니다. 상술한 구조에 기초하여 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 용이하게 창안할 수 있는 실시례나 변형례는 당연히 본 발명의 권리범위에 속해야만 할 것이다. 다시 말해서, 본 발명의 권리범위는 상술한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 복수의 백라이트 램프에 캐패시터나 인덕터를 연결하여 램프의 임피던스를 전체적으로 동일하게 함으로써 항상 휘도가 균일한 광을 액정패널에 공급할 수 있게 된다.

Claims (12)

1. 복수의 램프;

   상기 램프의 양단에 설치된 임피던스부재; 및

   상기 램프와 연결되어 교류를 직류로 변환해서 상기 램프에 공급하는 교류/직류변환부로 구성된 백라이트.
2. 제1항에 있어서, 상기 임피던스부재는 캐패시터인 것을 특징으로 하는 백라이트.
3. 제1항에 있어서, 상기 임피던스부재는 인덕터인 것을 특징으로 하는 백라이트.
4. 제1항에 있어서, 상기 임피던스부재의 임피던스는 램프의 내부 임피던스에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 백라이트.
5. 제4항에 있어서, 상기 각각의 램프의 총임피던스는 동일한 것을 특징으로 하는 백라이트.
6. 제1항에 있어서, 상기 임피던스부재는 각각의 램프 양단에 연결되는 것을 특 징으로 하는 백라이트.
7. 제1항에 있어서, 상기 임피던스부재는 동일한 내부 임피던스를 갖는 그룹의 램프 양단에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 백라이트.
8. 제1항에 있어서, 각 램프의 양단에 연결된 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
9. 복수의 화소가 구비되어 화상이 구현되는 액정패널;

   상기 액정패널에 광을 공급하는 적어도 복수의 램프;

   상기 램프의 양단에 설치된 임피던스부재; 및

   상기 램프와 연결되어 교류를 직류로 변환해서 상기 램프에 공급하는 교류/직류변환부로 구성된 액정표시소자.
10. 제9항에 있어서, 각각의 램프에 인가되는 총 임피던스가 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
11. 제9항에 있어서, 상기 임피던스부재는 캐패시터인 것을 특징으로 하는 백라이트.
12. 제9항에 있어서, 상기 임피던스부재는 인덕터인 것을 특징으로 하는 백라이트.

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