KR20070109223A

KR20070109223A - 액정표시장치의 램프 구동장치

Info

Publication number: KR20070109223A
Application number: KR1020060041906A
Authority: KR
Inventors: 윤창선
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2007-11-15
Also published as: US20100014019A1; EP1946621A1; EP1946621A4; US8054009B2; WO2007129875A1

Abstract

액정표시장치의 램프 구동장치가 제공된다. 본 발명은 다수의 램프에 고압의 교류파형을 제공하기 위한 트랜스포머를 포함하는 인버터, 다수의 램프 각각의 양단에 위치하여 램프에 흐르는 전류를 제한하기 위한 다수의 고압 커패시터, 상기 다수의 램프 중 어느 하나의 양단에 위치한 고압 커패시터에 병렬로 연결되어 램프에 흐르는 전류를 조절하기 위한 보드 커패시터를 포함한다. 상기 보드 커패시터는 기판의 상면에 상기 고압 커패시터의 한쪽 단자에 연결되어 형성된 상부 패턴과, 기판의 하면에 상기 상부 패턴이 형성된 영역에 대응되는 기판의 하면 영역을 포함하여 형성된 하부 패턴을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명에 의하면 보드 커패시터를 이용하여 각 램프에 흐르는 전류 편차를 보상함으로써 장시간 구동시에도 램프의 휘도를 일정하게 유지할 수 있다는 효과가 있다.

LCD, CCFL, 램프, 보드, 커패시터, 패턴, PCB, 휘도, 편차, 전류.

Description

액정표시장치의 램프 구동장치 {Apparatus for driving lamps of liquid crystal display device}

도 1은 종래 액정표시장치의 램프 구동장치를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 램프 구동장치를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 구동장치의 기판을 보여주는 도면이다.

도 4 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 보드 커패시터의 상부 패턴을 보여주는 도면이고, 도 4 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 보드 커패시터의 하부 패턴을 보여주는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10, 20, 30, 40 램프 50, 60 트랜스포머

70 전원 C1~C8 고압 커패시터

BC1, BC2 보드 커패시터 100 기판

500 연결 패턴

본 발명은 액정표시장치의 램프 구동장치에 관한 것으로서, 특히 장시간 다수의 램프를 구동시에 각 램프의 온도차이로 인하여 발생하는 입력 전류의 편차를 보상하도록 하는 액정표시장치의 램프 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display, 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

이와 같은 LCD는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트(Back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다. 백 라이트에 사용되는 광원으로는 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent tube, 이하 "CCFL"이라 함)이 사용된다.

CCFL은 냉음극표면에 강한 전계를 가해서 일어나는 전자방출 현상을 이용한 광원관으로써 저발열, 고휘도, 긴 수명, 풀 컬러화(full color) 등을 구현하는데 용이하다. 이러한 CCFL은 도광체 방식, 직사방식, 반사판 방식 등이 있으며 LCD에따라 적합한 방식의 광원관이 채택된다. CCFL 내에 충전되는 가스로는 Ne, Ar, Hg 등이 사용된다.

최근 LCD에 사용되는 램프의 수가 증가하면서 하나의 트랜스포 머(transformer)로 하나의 램프를 구동하는 방식 대신에, 하나의 트랜스포머로 다수의 램프를 구동하는 방식이 많이 사용되고 있다. 이러한 방식의 램프 구동장치가 도 1에 도시되어 있다.

도 1은 종래 액정표시장치의 램프 구동장치를 나타내는 도면이다. 도 1에서는 트랜스포머(50, 60)에 4개의 램프(10, 20, 30, 40)가 병렬로 연결되어 있고, 각 램프의 양단에는 고압 커패시터(C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8)가 연결되어 있다.

도 1에서 이상적으로는 각각의 램프에 연결된 커패시터의 값에 의해서 램프에 흐르는 전류(i₁, i₂, i₃, i₄)가 조절되며, 각 램프에 흐르는 전류는 동일한 값을 갖게 된다. 그러나, 실제로는 동작시간이 길어짐에 따라 램프의 온도가 상승하게 되고 LCD 판넬의 온도도 상승하게 되어 램프가 위치한 곳에 따라 램프의 온도가 달라지게 된다. 이러한 램프의 온도 변화로 인하여 램프의 임피던스가 변하게 되고, 결국 각 램프를 흐르는 전류의 크기에 차이가 발생하게 된다. 다시 말해서 램프의 온도가 높아지면 램프 내에 충전된 가스들의 기체운동이 증가하게 되고, 이에 따라 램프의 임피던스가 감소하여 램프로 유입되는 전류가 증가하게 되는 것이다.

이처럼 도 1과 같은 종래 액정표시장치의 램프 구동장치에서는 램프의 온도 변화에 따른 전류의 변화로 각 램프에 유입되는 전류값에 편차가 발생하게 되고, 이에 따라 램프 광의 휘도가 일정하게 유지되지 못한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 입력전류의 편차를 보상하는 액정표시장치의 램프 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 램프를 구동시키기 위한 액정표시장치의 램프 구동장치에 있어서, 다수의 램프에 고압의 교류파형을 제공하기 위한 트랜스포머를 포함하는 인버터, 다수의 램프 각각의 양단에 위치하여 램프에 흐르는 전류를 제한하기 위한 다수의 고압 커패시터, 상기 다수의 램프 중 어느 하나의 양단에 위치한 고압 커패시터에 병렬로 연결되어 램프에 흐르는 전류를 조절하기 위한 보드 커패시터를 포함한다.

상기 보드 커패시터는 기판의 상면에 상기 고압 커패시터의 한쪽 단자에 연결되어 형성된 상부 패턴과, 기판의 하면에 상기 상부 패턴이 형성된 영역에 대응되는 기판의 하면 영역을 포함하여 형성된 하부 패턴을 포함하여 이루어질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 램프 구동장치를 나타내는 도면이다. 도 2의 실시예는 트랜스포머(50, 60)를 이용하여 4개 램프(10, 20, 30, 40)의 양단에 고압의 교류파형을 인가하여 구동하는 하이-하이(High-High)방식의 병렬구동 인버터가 사용된 램프 구동장치의 실시예이다.

도 2에서 램프(10, 20, 30, 40)에 유입되는 전류는 각 램프에 흐르는 전류의 합과 같으며, 이를 기호로 나타내면 i_in=i₁+i₂+i₃+i₄이다. 각 램프에 흐르는 전류의 크기는 고압 커패시터와 램프의 커패시터 성분을 합한 임피던스의 크기에 의해 결정된다.

도 2에서 고압 커패시터(C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8)는 4개의 램프(10, 20, 30, 40) 각각의 양단에 위치하여 램프에 흐르는 전류를 제한하는 역할을 한다.

보드 커패시터(BC1, BC2)는 고압 커패시터(C4, C8)에 병렬로 연결되어 램프(40)에 흐르는 전류를 조절하는 역할을 한다.

이처럼 본 발명에서는 보드 커패시터(BC1, BC2)를 이용하여 램프(40)에 흐르는 전류량을 조절할 수 있다. 일반적으로 커패시터에 흐르는 전류는

로서, 커패시터의 커패시턴스에 비례하므로, 도 2에서 보는 바와 같이 고압 커패시터(C4, C8)에 보드 커패시터(BC1, BC2)를 병렬로 연결하면 고압 커패시터(C4, C8)의 커패시턴스 값과 보드 커패시터(BC1, BC2)의 커패시턴스 값이 합쳐져서 전체 커 패시턴스값이 커지기 때문에 램프(40)에 흐르는 전류(i₄)가 증가하게 된다.

본 발명에서 보드 커패시터(BC1, BC2)는 도 3에서 보는 바와 같이 기판(100)에 상부 패턴(BC1a, BC2a)과 하부 패턴(BC1b, BC2b)으로 구현된다.

본 발명의 일 실시예에서 보드 커패시터(BC1, BC2)는 램프 구동장치가 소정 시간 이상 구동될 때에 각 램프에 흐르는 전류의 크기가 서로 같아지도록 설정된 커패시턴스 값을 갖는다. 즉, 제품설계시에 실험에 의해서 보드 커패시터를 장착하지 않은 램프 구동장치를 소정 시간동안 구동시키고 이때의 각 램프에서의 전류의 차이를 구하여 필요한 커패시턴스 값을 정한다. 따라서, 전원이 연결된 초기에는 보드 커패시터가 연결된 램프단에 보다 많은 전류가 흐르게 되지만, 소정 시간 이상 구동되면 각 램프의 온도차에 의하여 각 램프에 흐르는 전류의 크기가 서로 같아지게 된다.

이러한 방식으로 램프 구동장치에 있어서, 장시간 동작하여 각 램프의 온도 차이로 인한 전류 감소가 있는 램프단에 보드 커패시터를 연결하여 전류를 증가시킬 수 있고, 이로써 각 램프에 흐르는 전류의 편차를 보상할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 구동장치의 기판을 보여주는 도면이다. 도 3에서 기판(100)으로는 주로 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)이 사용되며, 액정표시장치(LCD) 등에 사용되기 위하여 기판(100)이 수직으로 세워져있다. 또한, 도 3에서 4개의 램프(10, 20, 30, 40)가 기판(100)에 가로로 나란히 정렬된 형태로 위치하고 있다.

도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에서 보드 커패시터는 기판(100)의 상면에 고압 커패시터의 양쪽 단자를 포함하도록 형성된 상부 패턴(BC1a, BC2a)과, 기판(100)의 하면에 상부 패턴(BC1a, BC2a)이 형성된 위치에 각각 대응하도록 형성된 하부 패턴(BC1b, BC2b)을 포함하여 이루어진다.

도 4 (a)는 인쇄회로기판상에서 램프의 한쪽에 위치한 보드 커패시터의 상부 패턴(BC1a)의 실시예를 보여주는 도면이고, 도 4 (b)는 인쇄회로기판상에서 램프의 한쪽에 위치한 보드 커패시터의 하부 패턴(BC1b)의 실시예를 보여주는 도면이다.

도 4 (a)의 인쇄회로기판에서 고압 커패시터(C4)의 양쪽 단자(410a, 410b) 및 고압 커패시터(C3)의 양쪽 단자(420a, 420b)가 위치하고 있다. 그리고, 고압 커패시터를 서로 연결하기 위한 연결 패턴(500)이 위치하고 있다.

도 4 (a)의 실시예에서 보드 커패시터의 상부 패턴(BC1a)은 고압 커패시터(C4)의 한쪽 단자(410a)에 연결되어 있다. 고압 커패시터(C4)의 다른쪽 단자(410b)는 연결 패턴(500)에 위치하고 있다. 도 4 (b)에서 보드 커패시터의 하부 패턴(BC1b)은 고압 커패시터(C4)의 한쪽 단자(410a)가 연결된 상부 패턴(BC1a)이 형성된 영역에 대응되는 기판의 하면 영역과, 고압 커패시터(C4)의 다른쪽 단자(410b)가 형성된 상면 영역에 대응되는 기판의 하면 영역을 포함하여 형성되어 있다. 이런식으로 보드 커패시터(BC1)는 고압 커패시터(C4)에 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만 램프(40)의 다른쪽에 위치한 보드 커패시터(BC2)도 마찬가지 방식으로 고압 커패시터(C8)에 병렬로 연결될 수 있다.

커패시터의 극판의 넓이를 A, 극판 간격을 d, 극판 사이에 넣은 절연체의 유전율을 ε이라 하면, 커패시턴스 C=εA/d 이므로, 커패시턴스 값은 극판의 넓이에 비례한다. 도 3에서 보드 커패시터의 극판 간격은 기판(100) 두께로 일정하므로 극판의 넓이인 패턴의 크기에 비례하여 커패시턴스 값이 결정된다. 따라서, 도 4 (b)에서 하부 패턴의 넓이는 보드 커패시터의 커패시턴스 값에 비례하여 구성된다.

도 4에서 쓰루홀(throu-hole)(미도시)을 통해 고압 커패시터(C4)의 다른쪽 단자(410b)와 하부 패턴(BC1b)이 연결될 수 있다.

도 3의 실시예에서와 같이 기판(100)이 수직으로 세워진 경우에 램프 구동장치가 장시간 구동하게 되면 고온의 공기가 위로 올라가는 대류의 성질에 의하여 상단부에 위치한 램프가 하단부에 위치한 램프보다 온도가 더 높아지게 된다. 따라서 위에서 설명한 바와 같이 온도가 더 높아진 상단부에 위치한 램프에는 하단부에 위치한 램프보다 더 많은 전류가 흐르게 된다. 이러한 전류 편차를 보상하기 위하여 보드 커패시터가 기판(100)의 하단부에 위치할수록 더 큰 커패시턴스 값을 갖도록 구성될 수 있다.

그러나, 하단부에 위치한 보드 커패시터일수록 더 큰 커패시턴스 값을 갖는 것은 하나의 실시예에 불과하며, 실제로는 여러차례 테스트를 통해 램프의 온도조건을 측정하고, 램프에 흐르는 전류의 양을 측정하여 얻어진 데이터에 따라 적절한 크기의 보드 커패시터를 기판에 구비하여 본 발명을 구현할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 하나의 트랜스포머로 멀티 램프를 구동하는 액정표시장치의 램프 구동장치에 있어서, 보드 커패시터를 이용하여 각 램프에 흐르는 전류 편차를 보상함으로써 장시간 구동시에도 램프의 휘도를 일정하게 유지할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

다수의 램프를 구동시키기 위한 액정표시장치의 램프 구동장치에 있어서,

다수의 램프에 고압의 교류파형을 제공하기 위한 트랜스포머를 포함하는 인버터;

다수의 램프 각각의 양단에 위치하여 램프에 흐르는 전류를 제한하기 위한 다수의 고압 커패시터;

상기 다수의 램프 중 어느 하나의 양단에 위치한 고압 커패시터에 병렬로 연결되어 램프에 흐르는 전류를 조절하기 위한 보드 커패시터

를 포함하는 액정표시장치의 램프 구동장치.
제1항에 있어서,

상기 보드 커패시터는 기판의 상면에 상기 고압 커패시터의 한쪽 단자에 연결되어 형성된 상부 패턴과, 기판의 하면에 상기 상부 패턴이 형성된 영역에 대응되는 기판의 하면 영역을 포함하여 형성된 하부 패턴을 포함하여 이루어지는 것인 액정표시장치의 램프 구동장치.
제2항에 있어서,

상기 하부 패턴은 상기 고압 커패시터의 다른쪽 단자가 형성된 상면 영역에 대응되는 기판의 하면 영역을 포함하여 형성된 것인 액정표시장치의 램프 구동장 치.
제3항에 있어서,

상기 하부 패턴의 넓이는 보드 커패시터의 커패시턴스 값에 비례하여 구성된 것인 액정표시장치의 램프 구동장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보드 커패시터는 램프 구동장치가 소정 시간 이상 구동될 때에 각 램프에 흐르는 전류의 크기가 서로 같아지도록 설정된 커패시턴스값을 갖는 것인 액정표시장치의 램프 구동장치.