KR20070084690A - 인버터 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

인버터 및 이를 이용한 액정표시장치 Download PDF

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KR20070084690A
KR20070084690A KR1020060016793A KR20060016793A KR20070084690A KR 20070084690 A KR20070084690 A KR 20070084690A KR 1020060016793 A KR1020060016793 A KR 1020060016793A KR 20060016793 A KR20060016793 A KR 20060016793A KR 20070084690 A KR20070084690 A KR 20070084690A
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이재호
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛의 광원을 구동시키기 위해 구동전압을 생성하는 트랜스포머; 상기 트랜스포머에 의하여 공급되는 전원을 상기 광원에 인가하도록 형성된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 바텀 케이스 사이에 배치되어 상기 트랜스포머에서 발생되는 누설자속을 차폐시키는 자속차폐판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 인버터의 인쇄회로기판과 바텀 케이스 사이에 자속차폐판을 삽입하여, 트랜스포머로부터 누설되는 자속을 차단함으로써, 누설자속이 바텀 케이스에 와전류(Eddy current)를 발생시키지 못하도록 한다.
자속차폐판, 바텀 케이스

Description

인버터 및 이를 이용한 액정표시장치{Inverter and Liquid Crystal Display Device using the same}
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 인버터 및 백라이트 유닛의 하부를 감싸는 바텀 케이스를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'라인의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 인버터를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B'라인의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
<도면의 주요부의 부호에 대한 설명>
100 : 인버터 110 : 트랜스포머
120 : 인쇄회로기판 130 : 절연판
150 : 자속차폐판 200 : 바텀 케이스
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 전원을 공급하는 인버터(Inverter)에 관한 것이다.
표시화면의 두께가 수 센티미터(cm)에 불과한 초박형의 평판표시장치(Flat Panel Display), 그 중에서도 액정표시장치는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
통상의 액정표시장치는 액정층을 포함하는 액정패널, 상기 액정패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛, 상기 액정패널 및 백라이트 유닛을 감싸고 이를 지지하는 케이스들, 상기 백라이트 유닛에 전원을 공급하기 위한 인버터를 포함하여 구성된다.
이하에서, 도면을 참조로 종래 기술에 따른 액정표시장치의 인버터를 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 인버터를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'라인의 단면도이다.
도 1 및 도 2에서 알 수 있듯이, 종래 기술에 따른 액정표시장치의 인버터(10)는 트랜스포머(11; Transformer), 인쇄회로기판(12; Printed Circuit Board, PCB) 및 절연판(13)을 포함하여 이루어지고, 이는 백라이트 유닛을 감싸는 바텀 케이스(20)의 하부에 위치한다.
상기 트랜스포머(11)는 백라이트 유닛(도시하지 않음)의 광원을 구동시키기 위해 구동전압을 생성하는 것으로 인쇄회로기판(12)의 배면에 위치한다.
상기 인쇄회로기판(12)은 상기 트랜스포머(11)에 의하여 공급되는 전원을 상기 광원에 인가하도록 배선되어져 있다.
상기 절연판(13)은 상기 인쇄회로기판(12)의 고전압부와 바텀 케이스(20)와의 절연 파괴 방지를 위한 것으로, 상기 인쇄회로기판(12)과 바텀 케이스(20) 사이에 위치한다.
상기 절연판(13)이 없는 경우, 트랜스포머(11)의 출력은 1kV 정도 고전압이며, 바텀 케이스(20)는 전기적으로 GND를 유지한다. 따라서 상기 인쇄회로기판(12)에서의 고전압부와 바텀 케이스(20) 사이에 절연 파괴가 발생하여 액정표시장치의 백라이트 유닛에 큰 충격이 가해지거나, 인쇄회로기판(12)이 타버릴 수 있다.
상기 바텀 케이스(20)는 주로 전기아연도금강판(Electrolytic Galvanized Iron, EGI)을 이용하여 제조된다.
상기 전기아연도금강판(EGI)은 강판 상에 아연(Zn) 또는 아연합금을 도금한 것으로서, 가공성 및 내식성이 뛰어나고, 가격이 저렴하므로 바텀 케이스(20)의 재질로서 적합하다.
그러나 전기아연도금강판(EGI)은 주 재질이 강자성체인 철(Fe)이기 때문에, 이를 바텀 케이스(20)로 이용하는 경우, 트랜스포머(11)로부터 누설된 자속이 상기 바텀 케이스(20)로 유입되어, 국부적으로 열을 발생시킨다.
즉, 상기 트랜스포머(11)로부터 누설된 자속이 상기 전기아연도금강판(EGI)으로 된 바텀 케이스(20)에 와전류(Eddy current)를 발생시키고, 상기 와전류가 상기 바텀 케이스(20)에 열을 발생시키는 것이다.
이러한 현상은 고출력의 트랜스포머(11)를 이용하는 대형 액정표시장치표시에서 더욱 문제되며, 이러한 발열 현상은 소비전력의 상승을 가져온다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로,
본 발명의 제1목적은, 자속차폐판을 인쇄회로기판과 바텀 케이스 사이에 삽입함으로써, 고출력의 트랜스포머를 이용하는 경우에도 바텀 케이스가 상기 트랜스포머로부터 누설되는 자속의 영향을 받지 않는 액정표시장치의 인버터를 제공하는 것이고,
본 발명의 제2목적은, 상기 인버터를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 제1목적을 달성하기 위해서, 백라이트 유닛의 광원을 구동시키기 위해 구동전압을 생성하는 트랜스포머(Transformer); 상기 트랜스포머에 의하여 공급되는 전원을 상기 광원에 인가하도록 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB); 상기 인쇄회로기판과 바텀 케이스(Bottom Case) 사이에 배치되어 상기 트랜스포머에서 발생되는 누설자속을 차폐시키는 자속차폐판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터(Inverter)를 제공한다.
본 발명의 특징은, 트랜스포머로부터 누설되는 자속이 바텀 케이스에 영향을 줄 수 없도록 하기 위해, 인쇄회로기판과 바텀 케이스 사이에 자속차폐판을 위치시키는 데 있다.
자속차폐판의 적용으로 인해 누설자속이 바텀 케이스로 유입되지 않으므로, 와전류(Eddy current)로 인한 발열현상이 없어져, 소비전력이 감소한다.
이 때, 상기 자속차폐판은 알루미늄(Al) 합금으로 이루어질 수 있는데, 알루미늄이 90%wt 이상 함유된 것을 이용하는 것이 바람직하다.
알루미늄(Al)은 반자성 물질이나 그 정도가 매우 미약하기 때문에, 자속을 차폐하기 위한 용도로 충분히 이용될 수 있다.
또한, 상기 자속차폐판은 비자성체로 이루어질 수도 있는데, 상기 비자성체로는 대표적으로 비자성강(非磁性鋼)을 들 수 있다.
상기 비자성강은 자속의 영향을 받지 않으므로, 트랜스포머로부터 누설되는 자속을 차폐할 수 있다.
또한, 상기 자속차폐판은 페라이트 코어판(Ferrite Core Plate)으로도 이루어질 수 있다.
상기 인쇄회로기판과 바텀 케이스 사이에는 절연판이 추가로 포함될 수 있는데, 이는 상기 인쇄회로기판으로부터 누설되는 전류가 상기 바텀 케이스로 유입되어 상기 바텀 케이스에 열을 발생시키는 것을 막기 위함이다.
상기 자속차폐판은 플레이트 형태로 제작하여 스크류를 이용하여 체결하는 것도 가능하고, Tape 형태로 제작하여 바텀 케이스 또는 인쇄회로기판에 부착하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 제2목적을 달성하기 위해서, 박막트랜지스터 및 컬러필터를 포함하는 액정패널; 상기 액정패널의 배면에 위치하여 상기 액정패 널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛; 상기 액정패널과 상기 백라이트 유닛을 그 내부에 수납하는 서포트 메인(Support Main); 상기 서포트 메인의 측면과 상기 액정패널의 가장자리를 감싸는 탑 케이스(Top Case); 상기 백라이트 유닛의 배면을 지지하는 바텀 케이스; 및 상기 바텀 케이스의 배면에 배치되어, 상기 백라이트 유닛에 전원을 공급하는 인버터를 포함하여 이루어지고, 상기 인버터는 상기 제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 의한 인버터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.
이 때, 상기 바텀 케이스는 전기아연도금강판(Electrolytic Galvanized Iron, EGI)으로 이루어질 수 있다.
바텀 케이스를 전기아연도금강판(EGI)으로 제조하는 경우, 알루미늄(Al)으로 제조하는 경우보다 제조비용이 적게 든다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
1. 인버터
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 인버터를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B'라인의 단면도이다.
도 3 및 도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 인버터(100)는 트랜스포머(110; Transformer), 인쇄회로기판(120; Printed Circuit Board, PCB), 절연판(130) 및 자속차폐판(150)을 포함하여 이루어진다.
상기 트랜스포머(110)는 백라이트 유닛(도시하지 않음)의 광원을 구동시키기 위해 구동전압을 생성하는 것으로 인쇄회로기판(120)의 배면에 위치한다.
상기 인쇄회로기판(120)은 상기 트랜스포머(110)에 의하여 공급되는 전원을 상기 광원에 인가하도록 배선되어져 있다.
상기 절연판(130)은 상기 인쇄회로기판(120)으로부터 전류가 누설되는 것을 차단하기 위한 것으로, 상기 인쇄회로기판(120)과 바텀 케이스(200) 사이에 위치한다.
상기 바텀 케이스(200)는 금속재질로 이루어지는데, 주로 전기아연도금강판(Electrolytic Galvanized Iron, EGI)을 이용한다.
상기 전기아연도금강판(EGI)은 강판 상에 아연(Zn) 또는 아연합금을 도금한 것으로서 가공성 및 내식성이 뛰어나므로, 백라이트 유닛을 지지하는 바텀 케이스(200)의 재질로 적합하다.
다만, 전기아연도금강판(EGI)은 주 재질이 강자성체인 철(Fe)이기 때문에, 이를 바텀 케이스(200)로 이용하는 경우, 트랜스포머(110)로부터 누설된 자속이 상기 바텀 케이스(200)로 유입되어, 국부적으로 열을 발생시킨다.
상기 자속차폐판(150)은 상기 트랜스포머(110)로부터 누설된 자속이 상기 바텀 케이스(200)로 유입되는 것을 차단하기 위해, 상기 바텀 케이스(200)와 인쇄회로기판(120) 사이에 위치된다.
상기 자속차폐판(150)으로 페라이트 코어판을 이용함으로써, 트랜스포머(110)로부터 누설되는 자속이 상기 바텀 케이스(200)에 영향을 주는 것을 막을 수 있다.
상기 자속차폐판(150)은 반자성체인 알루미늄(Al) 합금으로 이루어질 수 있는데, 알루미늄이 90%wt 이상 함유된 것을 이용하여야 자속을 차단하는 데 효과적이다.
또한, 상기 자속차폐판(150)은 비자성체로서 자속의 영향을 받지 않는 비자성강(非磁性鋼)을 이용할 수 있다.
상기 비자성강(非磁性鋼)으로는 스테인리스강(Stainless Steel), 고(高)망간강(High Manganese Steel) 등이 있다.
알루미늄 합금 또는 비자성강으로 이루어진 상기 자속차폐판(150)은 잘 깨지지 않아 작업성이 좋고, 납땜공정 없이 스크류 등을 이용하여 인버터 및 바텀케이스(200)와 체결될 수 있어 그 체결공정이 간단하다.
이에 비해, 상기 페라이트 코어판을 이용하는 경우, 상기 트랜스포머(110)로부터 누설되는 자속을 차폐시킬 수는 있지만, 깨지기 쉬운 재질이어서 작업성이 좋지 못하고, 상기 페라이트 코어판을 바텀 케이스(200)와 인쇄회로기판(120) 사이에 삽입할 때 두 번의 납땜공정이 필요하여 공정이 복잡해진다.
상기 자속차폐판(150)은 알루미늄(Al) 합금, 반자성체 또는 페라이트 코어가 함유된 Tape 형태로 제조될 수 있으며, 이 경우 트랜스포머(110)의 위치에 대응되는 바텀 케이스(200)에 부착될 수 있다.
또한, 상기 Tape은 인쇄회로기판(120)의 상면에 부착될 수도 있다.
또한, 액정표시장치를 구동할 때, 상기 페라이트 코어판 자체의 떨림으로 인하여 소음이 발생한다.
따라서 상기 자속차폐판(150)으로는 페라이트 코어판을 이용할 수도 있으나, 알루미늄 또는 비자성강을 이용하는 것이 더욱 바람직하다.
2. 액정표시소자
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널(300), 백라이트 유닛(400), 서포트 메인(600; support main), 탑 케이스(500; top case), 바텀 케이스(200; bottom case) 및 인버터(100; Inverter)를 포함하여 구성된다.
상기 액정패널(300)은 서로 마주보는 두 기판(300a, 300b)과 상기 두 기판(300a, 300b) 사이의 액정층(도시하지 않음)을 포함하여 구성된다.
도시하지는 않았으나, 상기 두 기판(300a, 300b) 중 하부기판(300b)에는 서로 교차되어 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선이 형성되어 있고, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차부마다 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성되어 있다.
또한, 상기 상부기판(300a)에는 컬러필터층이 형성되어 있고, 상기 하부기판(300b)의 게이트 배선, 데이터 배선 및 박막트랜지스터에 대응되는 영역에 블랙매트릭스(BM)층이 형성되어 있다.
한편, 상기 액정패널(300)의 게이트 배선 및 데이터 배선은 화상 신호(image signal)와 주사 신호(scanning signal)를 액정패널(300)에 전송하는 인쇄회로기판 (350a, 350b; Printed Circuit Board, PCB)과 연결되어 있다.
상기 백라이트 유닛(400)은 상기 액정패널(300)에 광을 조사하기 위한 것으로, 광원(410), 반사판(420) 및 다수의 광학시트(430)들로 이루어져 있다.
상기 광원(410)으로는 냉음극관 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) 또는 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent lamp, EEFL)가 이용된다.
상기 다수의 광학시트(430)들은 적어도 하나의 확산시트 및 프리즘시트로 이루어져 있다.
상기 서포트 메인(600; support main)은 상기 액정 패널(300)과 백라이트 유닛(400)을 그 내부에 수납하여, 액정패널(300)과 백라이트 유닛(400)의 유동을 방지하고 지지한다.
상기 탑 케이스(500; top case)는 상기 액정패널(300)의 가장자리 상부와 상기 서포트 메인(600)의 측면을 감싸, 액정패널(300)의 가장자리와 서포트 메인(600)의 측면을 지지하고 보호한다.
상기 바텀 케이스(200; bottom case)는 상기 서포트 메인(600)의 하부를 덮어 액정표시장치의 하부를 보호하게 되며, 상기 탑 케이스(500) 및 상기 서포트 메인(600)과는 소정의 체결수단(도시하지 않음)을 통해 체결되어 모듈화 된다.
상기 바텀 케이스(200)의 전기아연도금강판(Electrolytic Galvanized Iron, EGI)으로 이루어져 있다.
상기 인버터(100; Inverter)는 백라이트 유닛(400)의 광원(410)에 전원을 공 급하기 위한 것으로, 상기 바텀 케이스(200) 하부에 위치한다.
상기 인버터(100)는 전술한 실시예에 따른 인버터를 이용한다.
상기 구성에 의한 본 발명에 따르면,
인버터의 인쇄회로기판과 바텀 케이스 사이에 자속차폐판을 삽입하여, 트랜스포머로부터 누설되는 자속을 차단함으로써, 누설자속이 바텀 케이스에 와전류(Eddy current)를 발생시키지 못하도록 한다.
상기 바텀 케이스에 와전류가 발생하지 않으므로, 바텀 케이스에 열이 발생하지 않아 전력의 소비를 줄일 수 있다.
액정표시장치의 대형화를 위해 고출력의 트랜스포머를 이용하는 경우에는 더 많은 와전류가 발생할 것이므로, 액정표시장치의 대형화에 있어 자속차폐판은 필수적이다.

Claims (9)

  1. 백라이트 유닛의 광원을 구동시키기 위해 구동전압을 생성하는 트랜스포머;
    상기 트랜스포머에 의하여 공급되는 전원을 상기 광원에 인가하도록 형성된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판과 바텀 케이스 사이에 배치되어 상기 트랜스포머에서 발생되는 누설자속을 차폐시키는 자속차폐판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자속차폐판은
    알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은
    알루미늄이 90%wt 이상 함유된 것을 특징으로 하는 인버터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자속차폐판은
    비자성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비자성체로 비자성강을 이용하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자속차폐판은
    페라이트 코어판을 이용하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  7. 제1항 내지 제6항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판과 바텀 케이스 사이에 절연판을 추가로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터.
  8. 박막트랜지스터 및 컬러필터를 포함하는 액정패널;
    상기 액정패널의 배면에 위치하여 상기 액정패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛;
    상기 액정패널과 상기 백라이트 유닛을 그 내부에 수납하는 서포트 메인;
    상기 서포트 메인의 측면과 상기 액정패널의 가장자리를 감싸는 탑 케이스;
    상기 백라이트 유닛의 배면을 지지하는 바텀 케이스; 및
    상기 바텀 케이스의 배면에 배치되어, 상기 백라이트 유닛에 전원을 공급하는 인버터를 포함하여 이루어지고,
    상기 인버터는 상기 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 의한 인버터를 이용하는 것 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바텀 케이스는
    전기아연도금강판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101018220B1 (ko) * 2009-06-03 2011-02-28 삼성전기주식회사 파워 모듈 및 디스플레이 장치
CN112236941A (zh) * 2018-06-19 2021-01-15 弗罗纽斯国际有限公司 逆变器壳体

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