KR20070118888A - 액정표시장치 및 인버터 ｐｃｂ - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터를 구성하는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)상의 트랜스포머(transformer)를 차폐시켜 인버터 소비전력의 손실을 경감시키려는 액정표시장치에 관한 것으로서, 그 구성은 액정패널과; 상기 액정패널을 구동하는 구동부; 상기 액정패널로 빛을 제공하는 백라이트장치; 상기 백라이트장치를 구동하는 인버터 PCB; 상기 PCB상에 실장되어 상기 백라이트장치로 공급되는 전압을 변환하는 트랜스포머; 및 상기 PCB상에 실장되어 상기 트랜스포머를 전자기적 간섭으로부터 차단하는 차폐부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

트랜스포머(Transformer), 차폐(Shielding), 상자성체, 반자성체

Description

액정표시장치 및 인버터 ＰＣＢ{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND INVERTOR PRINTED CIRCUIT BOARD THEREOF}

도 1은 종래 기술에 따른 하부커버 배면에 형성된 보호커버를 나타내는 도면

도 2는 도 1에 나타낸 보호커버의 내부에 구비되는 인쇄회로기판

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도

도 4는 도 3에 나타낸 하나의 실시 예에 따른 수용 홀을 갖는 PCB

도 5는 도 3에 나타낸 다른 실시 예에 따른 수용 홀을 갖는 PCB

도 6은 도 3에 나타낸 트랜스포머 차폐부

※※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※

h1, h2: 차폐부 수용홀 700: 차폐부

702: 나사산

본 발명은 액정표시장치 및 그 일부인 인버터에 관한 것으로서, 더 자세하게는 인버터를 구성하는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)상의 트랜스포머(transformer)에 외부의 전자기적 간섭으로부터 차단하는 차폐부를 형성하여 소 비전력의 손실을 경감시키려는 것에 관련된다.

21세기 정보화 사회가 발전해 감에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치의 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display) 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display)와 같은 여러 가지 평판표시장치가 활용되고 있다. 이 중에서도 특히 액정표시장치는 저전력으로 구동가능할 뿐만 아니라 화질 특성이 우수하여 널리 사용되고 있다.

액정표시장치는 서로 마주보는 두 기판과 그 기판 사이에 주입된 액정으로 이루어진 액정패널이 사용된다. 물론 여기에서 액정패널의 두 기판은, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 형성된 어레이기판과 컬러필터가 형성된 컬러필터기판이 이에 해당된다. 이와 같은 액정패널과, 액정패널에 빛을 공급하기 위한 백라이트 장치, 액정패널과 백라이트 장치를 수용하고 지지하는 프레임들이 모듈화되어 액정표시장치를 이루게 된다.

그러나 액정패널은 스스로 빛을 발하지 않는 비발광형 표시 패널에 해당된다. 이러한 이유로 인해 백라이트 장치로부터 빛을 공급받아 화상을 표시하게 되는데, 그 백라이트 장치의 유형은 크게 에지 방식(edge type)과 직하 방식(direct type)이 사용되고 있다. 여기에서 에지 방식이란 액정패널의 측면에 위치하는 램프에 의해 빛을 공급하게 되는 것을 말하고, 반면 직하 방식은 액정패널 하부에 위치하는 다수의 램프에 의해 빛을 공급받게 되는 것을 의미한다.

최근 들어 액정표시장치는 대면적화가 점점더 요구되면서 TV 등의 용도로 많 이 사용되는 추세에 있다. 그리고 이와 관련해서는 무엇보다 높은 휘도를 갖추어야 할 필요성이 제기되었다. 이로 인해, 위의 두 방식 가운데에서 특히 다수의 램프가 액정패널 하부에 구비되어 높은 휘도의 빛을 공급할 수 있는 직하 방식이 선호되고 있다.

그리고, 그 직하 방식에 있어서 하부커버의 내부에 구비되는 다수의 램프로 전원을 공급하기 위한 인버터가 액정표시장치에 위치하게 된다. 정확히 말해서, 인버터는 도 1에 나타낸 바와 같이 액정표시장치의 하부커버(40) 배면에 체결된 보호커버(60) 내에 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)의 형태로 고정되어 있다. 그리고 그 PCB의 접지(G1~G3)를 다수의 램프 접지와 연결하기 위하여 접지 와이어(54)를 사용하고 있다.

그러면 도 2를 참조하여 그 인버터가 구성된 PCB에 대하여 구체적으로 살펴보고자 한다. 인버터는 외부로부터 입력 커넥터(Ic)에 인가된 직류전원을 변환회로부(80)를 거쳐 교류 저전압으로 변환하게 된다. 그리고 그 저압의 교류 전원을 트랜스포머(Tf)를 이용하여 램프를 점등시킬 수 있을 정도의 고압의 교류 전원으로 승압한다. 그런 다음 트랜스포머 출력단(To)의 교류 전원은 PCB(70)상에 부착된 출력 커넥터(미표기)를 통해 램프에 공급된다. 이때 두 개의 트랜스포머 출력이 하나의 출력 커넥터를 통해 두 개의 램프를 구동하게 되지만, 결국 하나의 램프는 하나의 트랜스포머에 의해 구동되어 지는 것이다.

이와 같이 PCB상의 인버터를 구성하고 있는 트랜스포머(Tf)는 1차 코일의 전기력선의 변화에 의해 2차 코일에 유도전류를 발생시켜 승압을 가능하게 하는 특성 상 주변에 강자성체인 금속, 예를 들어 제조비용 등의 문제를 고려해 종래의 하부커버 및 보호커버를 내식성 및 가공성도 뛰어난 전기아연도금강판(Electrolytic Galvanized Iron; EGI)이 위치하고 있다고 가정할 때, 이에 따른 전기력선의 일부 흡수 손실이 발생하게 되고, 그 결과 인버터의 소비전력이 상승하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 하부커버 및 보호커버를 내식성 및 가공성도 뛰어난 EGI를 재질로 할 경우 PCB상에 고정되어 형성된 적어도 두 개의 트랜스포머를 별도로 차폐하여 앞서 문제로 지적한 트랜스포머의 전기력선 흡수손실로 인한 소비전력손실을 저감시키고, 이와 더불어 부품간 전자기 간섭(electromagnetic interference; EMI)를 차단하려는데 그 목적이 있다.

그리고 이와 같은 목적 달성은 본 발명의 구성을 통해 구체화될 수 있다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널을 구동하는 구동부; 상기 액정패널로 빛을 제공하는 백라이트장치; 상기 백라이트장치를 구동하는 인버터 PCB; 상기 PCB상에 실장되어 상기 백라이트장치로 공급되는 전압을 변환하는 트랜스포머; 및 상기 PCB상에 실장되어 상기 트랜스포머를 전자기적 간섭으로부터 차단하는 차폐부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시장치의 인버터 PCB는 PCB와; 상기 PCB상에 구성된 변환회로부; 상기 PCB상에 실장되어 상기 변환회로부로부터의 교류 저전압을 고전압으로 바꾸는 트랜스포머; 및 상기 PCB상에 실장되어 상기 트랜스포머를 전자기적 간섭으로부터 차단하는 차폐부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그러면 위의 각각의 구성에 대하여 구체적으로 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다. 도면에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시장치(400)는 액정패널(410), 백라이트장치(420), 메인 서포트(main support; 440), 상부커버(430), 하부커버(450), 보호커버(460) 및 인버터 PCB(470)를 포함하여 구성된다.

이 중에서도 액정패널(410)은 서로 마주보는 두 기판(410a, 410b)과 두 기판 사이의 액정층(미도시)을 포함하여 구성된다. 두 기판 중 하부기판인 어레이기판(410b)에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 위치하고, 상부기판인 컬러필터기판(410a)에는 컬러필터가 위치하여 박막 트랜지스터의 온/오프 구동에 따라 화상을 표시하게 된다. 그리고 액정패널은 화상 신호와 주사 신호를 액정패널에 출력하는 게이트 및 소스 드라이버(415a, 415b)와 연결된다.

한편, 액정패널(410) 하부에서 빛을 공급하는 백라이트장치(420)는 직하 방식을 사용하게 되는데, 광원으로서 다수의 램프(441)가 병렬적으로 배치되고, 다수의 램프(421) 하부에는 반사판(422)이 위치하며, 다수의 램프(421) 상부에는 다수의 광학 시트(423)가 적층되어 위치한다.

그리고 액정패널(410)과 백라이트장치(420)는 메인 서포트(440)에 안착되게 되는데, 여기에서 메인 서포트(440)의 주된 역할은 액정패널(410)과 백라이트 장치(420)의 유동을 방지하여 전체적 힘의 균형을 유지하게 된다.

상부커버(430)는 액정패널(410)의 가장자리 상부와 메인 서포트(440)의 측면을 덮어 액정패널(410)의 가장자리와 상부커버(430)의 측면을 지지하고 보호하게 된다.

반면, 하부커버(450)는 메인 서포트(440) 하부를 덮어 액정표시장치(200)의 하부를 보호하게 된다. 또한 하부커버(450)는 상부커버(430) 및 메인 서포트(440)와 체결수단(미도시)을 통해 체결되어 모듈화된다.

그리고 이 하부커버(450)의 배면에는 다수의 램프(421)에 전원을 공급하며, 또한 2개의 트랜스포머를 기본 단위로 한 차폐부를 구비한 인버터 PCB(470)가 위치하게 되는데, 그 인버터 PCB(470)는 보호커버(460)의 내부에 먼저 고정되고 난 후에 최종적으로 보호커버(460)를 하부커버(450)의 배면에 체결하게 된다. 이와 같이 보호커버와 하부커버가 인버터를 감싸고 있기 때문에 외부의 충격으로부터 인버터 PCB(470)를 보호하게 된다.

도 4 및 도 5는 PCB상에 구성되는 인버터를 나타내는 도면이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 입력 커넥터(Ic)에 인가된 직류전원은 변환회로부(580, 680)를 통하여 저압의 교류전압으로 변환하게 된다. 그리고 그 저압의 교류 전원을 트랜스포머(Tf)를 이용하여 램프를 점등시킬 수 있을 정도의 고압의 교류 전원으로 승압한다. 그런 다음 트랜스포머 출력단(To)의 교류 전원은 PCB(570, 670)상에 부착된 출력 커넥터(미표기)를 통해 램프에 공급된다. 이때 두 개의 트랜스포머 출력이 하나의 출력 커넥터를 통해 두 개의 램프를 구동하게 되지만, 결국 하나의 램프는 하나의 트랜스포머에 의해 구동되어 진다.

무엇보다 본 발명에 따른 트랜스포머의 차폐부를 적용하기 위한 PCB로는 도 4 및 도 5의 두 가지 유형을 제시해 본다. 종래의 PCB 대비 차이점은 단지 본 발명의 차폐부를 결합하기 위하여 별도의 수용 홀(h1, h2)을 각각 갖게 된다는 것이다. 그리고 도면에서와 같이 2개의 트랜스포머를 기준으로, 도 4에서와 같이 4개의 홀을 형성한다든가, 아니면 도 5에서처럼 일자형의 홀을 2개로 형성하게 되는데, 그 두 가지 유형들 가운데 하나의 선택은 차폐부를 더욱 쉽게 PCB에 결합 또는 고정할 수 있고, 혹은 PCB 자체의 제작의 편이성을 위해 고려될 수 있다.

도 6은 도 4 및 도 5에 나타낸 PCB 상의 홀에 체결되는 차폐부(700)의 외형을 나타내는 도면이다. 그 구조를 간략하게 살펴보면, 양측으로는 서로 대응하여 개방되고, 나머지 양측으로는 서로 대응하여 폐쇄되어 있으며, 그 모서리 영역으로는 4개의 고정구조를 이루고 있다. 뿐만 아니라, 그 고정구조의 끝 부위에는 너트 등을 체결하기 위한 나사산(702)이 형성된다. 가령, 2개의 트랜스포머를 단위로 차폐시키는 구조의 형상을 볼 것 같으면 위의 차폐부(700)의 개방 부위는 각각 트랜스포머의 입·출력 단자가 위치하는 곳이다. 그러나 차폐부(700)의 양측으로 폐쇄된 부위는 가능하면 기판과 밀착시킴으로써 주변부의 강자성체로부터 초래될 수 있는 영향을 최소화시킬 수 있다.

그리고, 그 너비에 있어서는 차폐부의 폭(W1)이 실제 2개의 트랜스포머의 폭에 동일하거나 혹은 조금 더 여유있게 형성하는 것이 바람직하다. 여기에서는 기술(記述)의 편의상 두 개의 트랜스포머를 단위로 하여 그 크기에 적합한 차폐부를 설명하였지만, 더 나아가서는 4개 혹은 6개 등과 같이 짝수를 단위로 하여 본 발명 에 따른 차폐부의 크기 또는 관련 폭을 변형할 수 있고, 만약 하부커버의 내부에 구비된 램프의 개수 만큼에 대응하여 트랜스포머를 구성하고자 할 때는, 물론 그 개수의 길이에 상응되도록 하기 위해 도 6에서의 해당 폭(W1)을 확장시켜 하나의 차폐부로 고정할 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 트랜스포머의 차폐부(700)는 인버터가 구성된 PCB상에 결합 혹은 고정하기 위하여, 도 6에 나타낸 것과 같은 나사산(702)을 갖게 된다. 예를 들어 그 나사산(702)은 차폐부(700)를 갖는 성형물을 금형기로부터 떠낼 때에 처음부터 형성될 수도 있겠지만, 또 다른 한편으로는 먼저 직사각형 형상의 성형물을 떠낸 후에 그 직사각형 형상의 끝 부위에 별도의 용접 등을 통하여 나사산(702)이 형성된 고정구조를 부착할 수도 있다. 이와 같이 차폐부(700)에 형성된 나사산(702)은 PCB상에 형성된 홀(h1, h2)을 통하여 볼트와 너트의 형태로 고정하게 되는데, 여기에서는 당연히 PCB의 아래쪽으로 너트가 위치하게 될 것이다.

한편, 그 재질에 있어서는 상자성체(常磁性體) 또는 반자성체의 비자기 금속(non- magnetic metal)으로 트랜스포머를 차폐하는 것이 바람직하다. 좀더 부연 설명하면, 여기에서 상자성체란 자기장 안에 넣었을 때 자기장 방향으로 약하게 자화하고, 자기장이 제거되면 자화하지 않는 물질로 알루미늄, 주석, 백금, 이리듐 등을 의미하고, 반면 반자성체는 외부 자기장에 의해서 자기장과 반대 방향으로 자화되는 물질로서 금, 은, 구리 등의 금속을 제외한 물질들이 이에 해당된다. 특별히 이와 같은 물질을 필요로 하는 이유에 대해서는 앞서서도 이미 언급한 바 있지만, 최근 들어 액정표시장치의 하부커버 및 인버터의 보호커버가 EGI로 대체되는 상황을 고려해 볼 때, 주변부에 구비된 강자성체로부터 트랜스포머에 미치는 영향력을 최소화시킬 수 있기 때문이다. 이와 더불어 그러한 재질의 차폐부(700)는 트랜스포머에서 발생하는 열을 빠르게 흡수하여 외부로 방출하는 역할도 할 수 있게 된다.

지금까지의 구성 결과, 본 발명에 따른 인버터 및 그것을 포함한 액정표시장치는 트랜스포머를 비자성체로 따로 차폐시킴으로써 전기력선의 흡수에 의한 손실을 최소화하여 인버터의 소비전력을 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라 외부로부터의 전자기간섭을 방지할 수 있다.

Claims (19)

1. 액정패널;

   상기 액정패널을 구동하는 구동부;

   상기 액정패널로 빛을 제공하는 백라이트장치;

   상기 백라이트장치를 구동하는 인버터 PCB;

   상기 PCB상에 실장되어 상기 백라이트장치로 공급되는 전압을 변환하는 트랜스포머; 및

   상기 PCB상에 실장되어 상기 트랜스포머를 전자기적 간섭으로부터 차단하는 차폐부를 포함하여 구성되는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 차폐부는 상기 트랜스포머를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 PCB는 트랜스포머 주변에 차폐부를 고정하기 위한 4개의 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 PCB는 트랜스포머 주변에 차폐부를 고정하기 위한 2개의 일자형 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머는 하나의 커넥터를 통해 2개의 트랜스포머가 기본 단위로 되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 차폐부의 개방부위는 트랜스포머의 입출력 단자에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 차폐부의 폐쇄부위는 기판에 밀착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 차폐부는 사각 모서리 부위에 적어도 하나의 고정구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 고정구조는 끝 부위에 추가적으로 나사산을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 차폐부는 적어도 2개 이상의 트랜스포머를 차폐하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. PCB;

    상기 PCB상에 구성된 변환회로부;

    상기 PCB상에 실장되어 상기 변환회로부로부터의 교류 저전압을 고전압으로 바꾸는 트랜스포머; 및

    상기 PCB상에 실장되어 상기 트랜스포머를 전자기적 간섭으로부터 차단하는 차폐부를 포함하여 구성되는 액정표시장치의 인버터 PCB.
12. 제11항에 있어서, 상기 PCB는 트랜스포머 주변에 차폐부를 고정하기 위한 4개의 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 PCB.
13. 제11항에 있어서, 상기 PCB는 트랜스포머 주변에 차폐부를 고정하기 위한 2개의 일자형 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 PCB.
14. 제11항에 있어서, 상기 트랜스포머는 하나의 커넥터를 통해 2개의 트랜스포머가 기본 단위로 되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 PCB.
15. 제11항에 있어서, 상기 차폐부는 트랜스포머의 입출력 단자에 대응하는 부위가 개방되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 PCB.
16. 제11항에 있어서, 상기 차폐부는 트랜스포머의 입출력 단자의 양 측면이 기판에 밀착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 PCB.
17. 제11항에 있어서, 상기 차폐부는 사각 모서리 영역에 고정구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 PCB.
18. 제17항에 있어서, 상기 고정구조는 끝 부위에 추가적으로 나사산을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 PCB.
19. 제11항에 있어서, 상기 차폐부는 적어도 2개의 트랜스포머를 차폐하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 PCB.

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