KR20070000834A - 백라이트 유닛 - Google Patents

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김재상
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 램프내 가상 접지(GND)를 안정화시켜서 관전류 쏠림 현상을 개선하고, 휘도 균일도를 향상시키기에 알맞은 백라이트 유닛을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 백라이트 유닛은 커버 바텀 상부에 양끝단이 동일방향에 배열된 복수개의 형광램프와; 상기 커버 바텀 배면 일측에 구성된 인버터 PCB와; 상기 인버터 PCB 상에 구성되고, 상기 형광램프의 양단에 전원을 공급하기 위해 적어도 2개의 입력측 권선이 직렬 연결된 복수개의 트랜스포머를 포함함을 특징으로 한다.
Figure 112005034707426-PAT00001
관전류, 트랜스포머, U자형, 직렬

Description

백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT}
도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 평면도
도 2는 종래의 다른 기술에 따른 백라이트 유닛의 평면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 트랜스포머의 회로 구성도
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 트랜스포머의 회로 구성도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
40 : 형광램프 41 : 커버 바텀
42 : 트랜스포머부 42a : 제 1 트랜스포머
42b : 제 2 트랜스포머 43 : 인버터 PCB
44a : 제 1 전극 44b : 제 2 전극
45a : 제 1 전원 인입선 45b : 제 2 전원 인입선
본 발명은 백라이트 유닛에 대한 것으로, 특히 U자형 램프를 구비하여 구성할 때 가상 접지(GND)를 안정화시켜서 관전류 쏠림 현상을 방지하기에 알맞은 백라 이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.
따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(Liquid Crystal Display :LCD), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP : Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD : Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 CRT를 대체하기 위해서 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점을 갖는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터 및 대형 정보 표시장치등에 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다.
이와 같은 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원 즉, 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 반드시 필요하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명 하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
종래 기술에 따른 백라이트 유닛은 도 1에 도시한 바와 같이, 직하형으로 배열된 것으로, 커버 바텀(11) 상부에 복수개의 형광램프(10)가 배치되고, 상기 복수개의 형광램프(10)에 전원을 공급하기 위해 복수개의 트랜스포머(12)를 구비한 인버터 PCB(13)가 상기 커버 바텀(11)의 배면 일측에 구성되어 있다.
상기 형광램프(10)는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp; 이하 CCFL라 함)로써, 유리관 내부의 방전공간 양단부에 실린더형의 니켈로 구성된 제 1, 제 2 전극(14a,14b)을 설치하고 상기 제 1, 제 2 전극(14a, 14b)을 통한 직류형 방전에 의하여 고휘도의 빛을 발생시킨다. 그리고 상기 제 1, 제 2 전극(14a, 14b)에는 각각 전원 공급을 위한 제 1, 제 2 전원 인입선(15a, 15b)이 연결되어 있다.
이때 상기 각 형광램프(10)의 제 1 전극(14a)은 제 1 전원 인입선(15a)들을 통해 트랜스포머(12)에 일대일 대응 연결되어 있으며, 형광램프(10)의 제 2 전극(14b)은 제 2 전원 인입선(15b)들을 통해 공통 접지되어 있다.
상기에서 형광램프에 전원을 공급하기 위한 트랜스포머(12)는 입력측 권선과 출력측 권선이 동일 권선수를 갖도록 감겨있으며, 출력측 권선의 일단은 형광램프(10)의 제 1 전원 인입선(15a)에 연결되어 있고, 출력측 권선의 타단은 접지되어 있다. 그리고, 입력측 권선의 일/타단은 도면에는 도시되지 않았지만, 인버터 PCB(13)의 전원 공급부(미도시)의 출력단에 각각 연결되어 있다.
상기 백라이트 유닛은 High-Low 구동을 하는 직하형 램프를 사용하는 것으 로, 1개의 트랜스포머가 1개의 형광램프를 구동하는 것으로, 트랜스포머의 입/출력측 권선이 이웃하는 램프의 관전류 편차에 영향을 주지 않는다. 그러나, 이와 같이 High-Low 구동을 하는 직하형 램프를 사용하여 별개로 구동하는 백라이트 유닛은 대면적 화면에 적용할 경우 High 구동전압이 상승하게 되어 램프가 열화되어 성능이 떨어지게 되는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해서 High-High 구동 방식을 사용하여 구동 전압을 낮추는 방법이 제안되고 있다.
이하, 종래의 다른 기술에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 종래의 다른 기술에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
종래의 다른 기술에 따른 백라이트 유닛은 도 2에 도시한 바와 같이, 직하형으로 배열된 것으로, 커버 바텀(31) 상부에 양끝단이 동일방향에 배열된 U자형의 복수개의 형광램프(30)가 배치되고, 상기 복수개의 형광램프(30)에 전원을 공급하기 위해 트랜스포머부(32)를 구비한 인버터 PCB(33)가 상기 커버 바텀(31)의 배면 일측에 구성되어 있다.
상기 형광램프(30)는 U자형의 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp; 이하 CCFL라 함)로써, 유리관 내부의 방전공간 양단부에 실린더형의 니켈로 구성된 제 1, 제 2 전극(34a,34b)을 설치하고 상기 제 1, 제 2 전극(34a,34b)을 통한 직류형 방전에 의하여 고휘도의 빛을 발생시킨다. 그리고 상기 제 1, 제 2 전극(34a, 34b)에는 각각 전원 공급을 위한 제 1, 제 2 전원 인입선(35a, 35b)이 연결되어 있다.
이때 상기 각 형광램프(30)의 제 1, 제 2 전극(34a)은 제 1, 제 2 전원 인입선(35a, 35b)을 통해 제 1, 제 2 트랜스포머(32a, 32b)에 각각 연결되어 있다.
상기에서와 같이 형광램프(30)의 양끝단이 동일 방향에 배열되므로 2개의 트랜스포머가 1개의 형광램프(30)를 구동하는 High-High 구동방식을 사용한다.
이와 같이 구성되므로 상기 U자형 형광램프(30)의 굴곡진 부분은 물리적인 접지 상태가 아니라 가상의 접지(Virtual GND) 상태로 구동하게 된다.
상기에서 형광램프(30)에 전원을 공급하기 위한 트랜스포머부(32)는 2개의 트랜스포머 즉, 제 1, 제 2 트랜스포머(32a, 32b)가 짝을 이루어 구동한다. 설명의 편의를 위해서 제 1 전원 인입선(35a)에 연결된 것을 제 1 트랜스포머(32a), 제 2 전원 인입선(35b)에 연결된 것을 제 2 트랜스포머(32b)라고 한다.
먼저, 제 1, 제 2 트랜스포머(32a, 32b)의 각 출력측 권선의 일단은 형광램프(30)의 제 1, 제 2 전원 인입선(35a,35b)에 연결되고, 출력측 권선의 타단은 접지되어 있다.
그리고 제 1, 제 2 트랜스포머(32a, 32b) 입력측 권선들은 병렬 연결되어 있다. 즉, 제 1 트랜스포머(32a)의 일단은 제 2 트랜스포머(32b)의 일단에 연결되고, 제 1 트랜스포머(32a)의 타단은 제 2 트랜스포머(32b)의 타단에 연결되어 있다.
그리고 입력측 권선의 일/타단은 도면에는 도시되지 않았지만, 인버터 PCB(33)의 전원 공급부(미도시)의 출력단에 연결되어 있다.
그러나, 상기 백라이트 유닛이 구동함에 따라 어느 하나의 형광램프(30)에 입력되는 관전류 편차가 발생할 수 있는데, 이와 같이 관전류 편차가 발생하면 제 1, 제 2 전원 인입선에 의해 상기 제 1, 제 2 트랜스포머(32a, 32b)에 연결된 U자형의 형광램프(30)의 가상 접지(virtual GND) 부분이 틀려지게 된다.
상기와 같이 어느 하나의 형광램프(30)의 가상 접지 부분이 틀려지면 이웃한 형광램프와 휘도 특성이 불균일하게 되어 백라이트 유닛이 균일하게 발광을 할 수 없게 된다.
상술한 바와 같이, 종래의 U자형 형광램프를 구비한 백라이트 유닛은, 형광램프에 관전류 편차가 발생할 경우 관전류 쏠림 현상에 의해서 백라이트 유닛의 휘도 균일성이 떨어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히, 램프내 가상 접지(GND)를 안정화시켜서 관전류 쏠림 현상을 개선하고, 휘도 균일도를 향상시키기에 알맞은 백라이트 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 커버 바텀 상부에 양끝단이 동일방향에 배열된 복수개의 형광램프와; 상기 커버 바텀 배면 일측에 구성된 인버터 PCB와; 상기 인버터 PCB 상에 구성되고, 상기 형광램프의 양단에 전원을 공급하기 위해 적어도 2개의 입력측 권선이 직렬 연결된 복수개의 트랜스포머를 포함함을 특징으로 한다.
상기 형광램프는 U자형의 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp; 이하 CCFL라 함)로써, 유리관 내부의 양단부에 제 1, 제 2 전극이 구비되고, 상기 제 1, 제 2 전극에는 제 1, 제 2 전원 인입선이 연결되어 있음을 특징으로 한다.
상기 트랜스포머는 제 1, 제 2 트랜스포머가 한쌍을 이루어 2개의 트랜스포머가 1개의 형광램프에 연결되며, 상기 제 1, 제 2 트랜스포머의 입력측 권선이 직렬 연결되어 있음을 특징으로 한다.
상기 제 1, 제 2 트랜스포머의 각 출력측 권선의 일단은 상기 형광램프의 제 1, 제 2 전원 인입선에 각각 연결되고, 출력측 권선의 타단은 접지되어 있음을 특징으로 한다.
상기 복수개의 트랜스포머 전체의 입력측 권선이 직렬 연결되어 있는 것을 더 포함함을 특징으로 한다.
본 발명을 설명하기에 앞서서, LCD 회로에서 인버터의 역할은 램프에 균일한 관전류를 안정적으로 공급함으로써, LCD 전면에 표시되는 화면을 균일한 밝기로 밝혀주는데 있다.
인버터에서 공급되는 관전류가 균일하지 못할 경우, 휘도 균일도가 저하되어 화상에 직접적으로 표현되어 디스플레이 제품으로서의 가치가 떨어지게 된다.
본 발명은 상기 관전류를 균일하게 조절하며, 휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공하기 위한 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
그리고 도 4는 도 3의 'A'영역을 확대하여 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 따른 트랜스포머의 회로 구성도이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 트랜스포머부의 회로 구성도이다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 도 3에 도시한 바와 같이, 직하형으로 배열된 것으로, 커버 바텀(41) 상부에 양끝단이 동일방향에 배열된 U자형의 복수개의 형광램프(40)가 배치되고, 상기 복수개의 형광램프(40)에 전원을 공급하기 위해 적어도 2개의 입력측 권선이 직렬 연결된 트랜스포머부(42)를 구비한 인버터 PCB(43)가 상기 커버 바텀(41)의 배면 일측에 구성되어 있다.
상기 형광램프(40)는 U자형의 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp; 이하 CCFL라 함)로써, 유리관 내부의 방전공간 양단부에 실린더형의 니켈로 구성된 제 1, 제 2 전극(44a,44b)을 설치하고 상기 제 1, 제 2 전극(44a,44b)을 통한 직류형 방전에 의하여 고휘도의 빛을 발생시킨다. 그리고 상기 제 1, 제 2 전극(44a, 44b)에는 각각 전원 공급을 위한 제 1, 제 2 전원 인입선(45a, 45b)이 연결되어 있다.
이때 상기 각 형광램프(40)의 제 1, 제 2 전극(44a)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 2 전원 인입선(45a, 45b)을 통해 제 1, 제 2 트랜스포머(42a, 42b)에 각각 연결되어 있다.
상기에서와 같이 형광램프(40)의 양끝단이 동일 방향에 배열되므로 2개의 트랜스포머가 1개의 형광램프(40)를 구동하는 High-High(H-H) 구동방식을 사용한다. 상기 H-H 구동 방식은 램프 양단에 고전압을 나눠서 인가시킬 수 있으므로 대면적에 적용하기에 용이하고, 램프의 구동시 안정성을 높일 수 있다.
백라이트 유닛에 H-H 방식으로 구동하는 U자형 형광램프를 구성할 경우, 상기 U자형 형광램프(40)의 굴곡진 부분은 물리적인 접지 상태가 아니라 가상의 접지(Virtual GND) 상태로 구동하게 된다.
상기에서 형광램프(40)에 전원을 공급하기 위한 트랜스포머부(42)는 적어도 2개의 트랜스포머의 입력측 권선이 직렬 연결되어 있는 것으로, 이하에서는 2개의 트랜스포머 즉, 제 1, 제 2 트랜스포머(42a, 42b)가 짝을 이루어 구동하는 것에 대하여 설명한다. 설명의 편의를 위해서 제 1 전원 인입선(45a)에 연결된 것을 제 1 트랜스포머(42a), 제 2 전원 인입선(45b)에 연결된 것을 제 2 트랜스포머(42b)라고 한다.
먼저, 제 1, 제 2 트랜스포머(42a, 42b)의 각 출력측 권선의 일단은 형광램프(40)의 제 1, 제 2 전원 인입선(45a,45b)에 연결되고, 출력측 권선의 타단은 접지되어 있다.
그리고 제 1, 제 2 트랜스포머(42a, 42b) 입력측 권선은 직렬 연결되어 있다.
상기와 같이 제 1, 제 2 트랜스포머(42a, 42b)의 입력측 권선이 직렬 연결되어 있으면, 페러데이의 전자유도 법칙에 의하여 제 1, 제 2 트랜스포머(42a, 42b)의 양단에 흐르는 전류는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
I1 : N2 = I2 : N1
즉, I2 = (N1/N2)×I1이 된다.
그리고 제 2 트랜스포머(42b)의 입력측 전압은 V1=V2/N이 되며, 출력측 전압 V2는 제 2 트랜스포머의 출력측 권선에 연결된 형광 램프(40)의 편차에 의해 가변된다.
즉, 페루프 법칙에 의해서 I1-1=I1-2 이다.
따라서, 형광램프(40)로 입력되는 제 1, 제 2 트랜스포머의 출력측 전류는 동일하게 된다.
상기에서와 같이 제 1, 제 2 트랜스포머(42a, 42b)의 입력측 권선을 직렬로 연결하면 형광램프(40)에 관전류 편차가 발생할 경우, 전자기학의 기본 법칙인 페러데이의 법칙에 의해서 추가의 회로 구성없이 관전류 편차를 자체적으로 조절할 수 있다.
즉, 관전류 편차가 발생할 경우 가상 접지영역이 이동하여 관전류 쏠림 현상이 발생할 수 있는데, 관전류 편차를 자체적으로 조절시키므로써 관전류 쏠림 현상에 따라 백라이트 유닛의 휘도 균일도가 떨어지는 것을 개선시킬 수 있다.
상기에서는 High-High 구동방식으로 2개의 트랜스포머가 U자형의 1개의 형광램프를 구동하는 것에 대하여 기술하였지만, 상기와 같이 2개의 트랜스포머의 입력측 권선을 연결하는 기술은 High-Low 타입의 직하형 및 에지형 램프 모두에 적용할 수 있다. High-Low 타입의 직하형 램프를 적용할 때는 이웃하는 램프간의 관전류 편차를 개선할 수 있고, 에지형 램프를 적용할 때는 U자형이나 일자형으로 구성하여 1개의 램프의 양단의 전류 편차 보정하거나 이웃하는 램프의 관전류 편차를 개선할 수 있다.
다음에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 도 5에 도시한 바와 같이, 제 1 내지 제 n 트랜스포머(51-1, 51-2,…, 51-n)의 입력측 권선들을 모두 직렬 연결하여 구성하였다.
상기와 같이 구성하면 추가 회로 구성없이 자체적으로 형광램프(40)에 발생된 전류 편차를 조절하여 관전류 쏠림 현상이 발생하는 것을 개선시킬 수 있다. 이에 따라서 가상 접지 영역이 변화되어 형광램프의 휘도 균일도가 떨어지는 것을 방지시킬 수 있다.
상기와 같이 트랜스포머가 구성된 백라이트 유닛에는, 형광램프를 2개의 트랜스포머가 1개의 형광램프를 구동하도록 U자형으로 구성할 수도 있고, 트랜스포머에 일대일 대응되도록 일자형의 직하형 램프로 구성할 수도 있다.
형광램프를 U자형으로 구성할 때는 High-High 방식으로 구동시키고, 일자형으로 구성할 때는 High-Low 방식으로 구동시킨다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과가 있다.
2개 이상의 트랜스포머의 입력측 권선을 직렬로 연결시킴으로써, 형광램프의 관전류 편차가 발생하더라도 트랜스포머가 자체적으로 이를 조절하여 추가 회로 구성없이 관전류 쏠림 현상을 없애서 접지 부분을 안정화시켜서 관전류 편차를 개선 시킬 수 있다.
이에 따라서, 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 커버 바텀 상부에 양끝단이 동일방향에 배열된 복수개의 형광램프와;
    상기 커버 바텀 배면 일측에 구성된 인버터 PCB와;
    상기 인버터 PCB 상에 구성되고, 상기 형광램프의 양단에 전원을 공급하기 위해 적어도 2개의 입력측 권선이 직렬 연결된 복수개의 트랜스포머를 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광램프는 U자형의 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp; 이하 CCFL라 함)로써, 유리관 내부의 양단부에 제 1, 제 2 전극이 구비되고,
    상기 제 1, 제 2 전극에는 제 1, 제 2 전원 인입선이 연결되어 있음을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 제 1, 제 2 트랜스포머가 한쌍을 이루어 2개의 트랜스포머가 1개의 형광램프에 연결되며, 상기 제 1, 제 2 트랜스포머의 입력측 권선이 직렬 연결되어 있음을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 트랜스포머의 각 출력측 권선의 일단은 상기 형광램프의 제 1, 제 2 전원 인입선에 각각 연결되고, 출력측 권선의 타단은 접지되어 있음을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 트랜스포머 전체의 입력측 권선이 직렬 연결되어 있는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101054171B1 (ko) * 2009-02-20 2011-08-03 한국태양유전(주) 유형 램프구동장치
US8063573B2 (en) 2007-10-05 2011-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlight assembly and a display device having the same

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