KR20090050444A

KR20090050444A - 액정표시장치의 인버터회로

Info

Publication number: KR20090050444A
Application number: KR1020070116871A
Authority: KR
Inventors: 장태은
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-05-20

Abstract

본 발명은 액정표시장치에서 백라이트용 인버터를 구동할 때 트랜스포머의 발진에 의해 소음이 발생되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 디밍제어전압에 대응하여 주파수를 설정할 때 트랜스포머가 발진하는 포인트의 주파수를 벗어난 주파수를 설정하여 펄스폭변조신호를 생성하고, 그 펄스폭변조신호로 스위칭 소자를 스위칭하여 그에 따른 교류전압을 발생하는 인버터 집적소자와; 상기 인버터 집적소자에서 출력되는 교류전압에 의해 구동되어 승압된 교류전압을 백라이트용 램프에 출력하는 트랜스포머에 의해 달성된다.

백라이트,디밍,인버터

Description

액정표시장치의 인버터회로{CIRCUIT FOR INVERTER IN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에서 백라이트용 인버터의 구동기술에 관한 것으로, 특히 백라이트용 인버터의 구동에 의해 소음이 발생되는 것을 방지하는데 적당하도록 한 액정표시장치의 인버터회로에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(LCD)는 경량, 박형, 낮은 소비전력 등의 특징으로 인하여 그 응용범위가 점차 확대되고 있는 실정에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화기기, 오디오/비디오 기기 등에 널리 이용되고 있다. 이와 같은 LCD는 매트릭스 형태로 배열된 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

그런데, 이와 같은 LCD는 자체적으로 발광하는 표시장치가 아니므로 백라이트 유닛(Back Light Unit)과 같은 광원을 필요로 한다. 상기 백라이트 유닛으로 사용되는 광원의 한 예로써 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescent tube)을 들 수 있다. 백라이트용 램프는 냉음극방출 현상을 이용한 광원관으로서 저발열, 고휘도, 장수명, 풀 컬러화(full color)등이 용이하다. 이러한 램프를 이용한 액정표시장치 는 대형화 추세에 따라 다수의 램프를 이용한 직하형 백라이트 유닛을 사용하게 된다.

직하형 백라이트 유닛은 하나의 트랜스를 이용하여 다수의 CCFL을 병렬구동할 경우 방전특성에 의해 그들 중 일부만 구동되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다수의 CCFL의 양전극에 동일한 용량의 커패시터(Ballast Capacitor)를 부착함으로써 관외전극 형광램프(EEFL: External Electrode Fluorescent)와 동일한 등가회로를 구성하여 하나의 트랜스를 이용하여 다수의 CCFL을 병렬구동할 수 있는 액정표시장치의 램프 구동장치가 제안되었다.

여기서, 관외전극 형광램프는 외부전극에 교류파형이 인가됨으로써 점등된다. 즉, 상기 관외전극 형광램프는 한 쌍의 외부전극에 인가되는 고주파에 의한 전계에 의해 유리관 내부의 방전공간에서 방전이 일어나고, 이 방전으로 인해 발생된 자외선에 의해 유리관의 내벽에 도포된 형광체가 발광되어 가시광선이 발생된다.

일반적으로, 상기 형광램프를 점등시키기 위하여 백라이트 구동장치로서 인버터가 많이 사용되고 있으며, 인버터에서 백라이트용 램프에 공급되는 고압의 교류전압의 인가 방식에 따라 램프 구동방식은 아날로그 구동방식과 버스트 구동방식으로 구분된다.

도 1의 (a)는 상기 아날로그 구동방식을 나타낸 파형도로서 이에 도시한 바와 같이, 인버터스위칭소자의 제어신호인 펄스폭변조신호의 듀티비를 조절하는 것에 의해 백라이트용 램프에 공급되는 전압의 진폭이 조절되고, 이에 의해 백라이트용 램프의 밝기가 조절되도록 하는 방식이다.

도 1의 (b)는 상기 버스트 구동방식을 나타낸 파형도로서 이에 도시한 바와 같이, 상기 펄스폭변조신호로 듀티 온오프 구간을 조절하여 백라이트용 램프의 밝기가 조절되도록 하는 방식이다.

그러나, 아날로그 구동방식을 채용한 종래 인버터의 경우 백라이트의 휘도 조정 범위(디밍 범위)가 80% 미만으로 제한되어 있었다. 이의 주된 이유는 아날로그 디밍에 의하여 백라이트용 램프의 부하가 변화되고, 이에 따라 트랜스포머의 2차코일측의 공진 포인트가 변화되어 트랜스포머가 발진되기 때문이었다.

또한, 버스트 구동방식을 채용한 종래 인버터의 경우 버스트 디밍 주파수가 사람의 가청주파수(20∼20000Hz) 내에 포함되어 실제로 사람이 들을 수 있는 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 기본적으로는 백라이트용 인버터를 아날로그 구동방식으로 구동하되, 주파수변조 방식을 적용하여 트랜스포머의 공진 포인트를 회피하면서 넓은 범위에 걸쳐 디밍을 수행할 수 있도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부로부터 입력되는 디밍제어전압에 대응하여 주파수를 설정할 때 트랜스포머가 발진하는 포인트의 주파수를 벗어난 주파수를 설정하여 펄스폭변조신호를 생성하고, 그 펄스폭변조신호로 스위칭 소자를 스위칭하여 그에 따른 교류전압을 발생하는 인버터 집적소자와; 상기 인버터 집적소자에서 출력되는 교류전압에 의해 구동되어 승압된 교류전압을 백라이트용 램프에 출력하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머에서 출력되는 승압된 교류전압에 의해 점등되어 백라이트를 발생하는 백라이트용 램프를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 액정표시장치의 백라이트용 인버터를 구동함에 있어서, 외부로부터 공급되는 디밍제어전압에 상응되게 펄스폭변조신호의 듀티비를 조절하고, 그 디밍제어전압이 조정될 때마다 구동주파수를 조정하여 발진주파수를 회피함으로써, 아날로그 디밍에 의하여 트랜스포머가 발진되어 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 아날로그 구동방식을 적용하더라도 트랜스포머 발진에 의한 소음을 유발시키지 않고 디밍 레인지를 100%까지 확대할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 액정표시장치의 인버터회로의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 피드백전압에 상응되는 듀티비의 펄스폭변조신호를 생성하고, 외부로부터 입력되는 디밍제어전압(V_FD)에 대응하여 주파수를 설정하되 트랜스포머(12)가 발진하는 포인트의 주파수를 벗어난 주파수를 설정하여 펄스 폭변조신호를 생성하고, 그 펄스폭변조신호로 스위칭 소자를 스위칭하여 그에 따른 교류전압을 발생하는 인버터 집적소자(11)와; 상기 인버터 집적소자(11)에서 출력되는 교류전압에 의해 구동되어 승압된 교류전압을 백라이트용 램프(13)에 출력하는 트랜스포머(12)와; 상기 트랜스포머(12)에서 출력되는 승압된 교류전압에 의해 점등되어 액정패널에 백라이트를 공급하는 백라이트용 램프(13)와; 상기 백라이트용 램프(13)의 관전류를 검출하여 그에 따른 관전류검출신호(CDS)를 상기 펄스폭변조신호 제어부(12)에 출력하는 피드백 제어부(14)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

외부로부터 공급되는 디밍제어전압(V_FD)이 저항(R1)을 통해 인버터 집적소자(11)의 피드백단자(F/B)에 공급되고, 또 다른 저항(R2)을 통해서는 상기 인버터 집적소자(11)의 주파수설정단자(C/T)에 공급된다.

상기 인버터 집적소자(11)는 상기 피드백단자(F/B)로 입력되는 전압에 상응되게 백라이트용 램프(13)의 구동전류를 출력하기 위한 해당 듀티비의 펄스폭변조신호를 생성하고, 이 펄스폭변조신호에 의해 내부의 스위칭 소자(예: 모스 트랜지스터)가 스위칭되어 그에 따른 교류전압이 발생되며, 이렇게 발생되는 교류전압이 트랜스포머(12)에 공급된다.

상기 인버터 집적소자(11)는 주파수설정단자(C/T)에 연결된 콘덴서(C1)의 전압 충전속도에 상응되는 주파수의 펄스폭변조신호를 생성한다. 그런데, 상기 디밍제어전압(V_FD)이 상기 저항(R2)을 통해 그 콘덴서(C1)에 공급되어 상기 주파수설정단 자(C/T)의 커런트 소스(Current Source) 역할을 한다. 이에 따라, 상기 인버터 집적소자(11)는 디밍 조절을 위해 상기 디밍제어전압(V_FD)이 변화될 때마다 그에 상응되게 변화된 주파수의 펄스폭변조신호를 생성한다.

이때, 트랜스포머(12)가 발진하는 포인트의 주파수를 벗어난 펄스폭변조신호를 생성하게 되므로, 디밍 과정에서 트랜스포머(12)의 발진 현상이 나타나지 않는다.

결과적으로, 상기 인버터 집적소자(11)는 상기 외부로부터 공급되는 디밍제어전압(V_FD)에 상응되는 듀티비의 펄스폭변조신호를 생성하되, 이 펄스폭변조신호의 주파수는 그 디밍제어전압(V_FD)이 변화될 때마다 변경하여 출력하게 되며, 이 과정에서 트랜스포머(12)가 발진하는 포인트의 주파수를 벗어난 펄스폭변조신호를 생성하게 된다. 그러므로, 본 발명에 의한 인버터는 기본적으로 아날로그 구동방식으로 구동되고, 상기 디밍제어전압(V_FD)이 변화될 때마다 주파수 구동방식으로 구동된다.

트랜스포머(12)는 상기 인버터 집적소자(11)에서 상기와 같이 생성되어 출력되는 교류전압에 의해 구동되어 승압된 교류전압을 출력하게 되고, 이 승압된 교류전압에 의해 백라이트용 램프(13)가 점등되어 이로부터 발산되는 광이 액정패널(도면에 미표시)의 후면부에 조사된다.

피드백 제어부(14)는 상기 백라이트용 램프(13)의 관전류를 검출하여 그에 따른 관전류검출신호(CDS)를 상기 펄스폭변조신호 제어부(12)의 피드백단자(F/B)에 출력한다.

이에 따라, 상기 상기 인버터 집적소자(11)는 상기 관전류검출신호(CDS)에 의해 변화된 상기 피드백단자(F/B)의 전압에 상응되는 듀티비의 펄스폭변조신호를 생성하게 되므로, 상기 백라이트용 램프(13)가 목적한 휘도의 광을 조사하게 된다.

도 1의 (a)는 종래 기술에 의한 인버터에서의 아날로그 구동방식을 나타낸 파형도.

도 1의 (b)는 종래 기술에 의한 인버터에서의 버스트 구동방식을 나타낸 파형도.

도 2는 본 발명에 의한 액정표시장치의 인버터회로의 블록도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

11 : 인버터 집적소자 12 : 트랜스포머

13 : 백라이트용 램프 14 : 피드백 제어부

Claims

디밍제어전압에 대응하여 주파수를 설정할 때 트랜스포머가 발진하는 포인트의 주파수를 벗어난 주파수를 설정하여 펄스폭변조신호를 생성하고, 그 펄스폭변조신호로 스위칭 소자를 스위칭하여 그에 따른 교류전압을 발생하는 인버터 집적소자와;

상기 인버터 집적소자에서 출력되는 교류전압에 의해 구동되어 승압된 교류전압을 백라이트용 램프에 출력하는 트랜스포머와;

상기 트랜스포머에서 출력되는 승압된 교류전압에 의해 점등되어 백라이트를 발생하는 백라이트용 램프를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터회로.
제1항에 있어서, 인버터 집적소자는 저항(R2)을 통해 주파수설정단자(C/T)에 연결된 콘덴서(C1)의 전압 충전속도에 상응되는 주파수의 펄스폭변조신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터회로.
제2항에 있어서, 주파수설정단자(C/T)는 저항(R2)을 통해 디밍제어전압(V_FD)의 단자와 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터회로.
제1항에 있어서, 인버터 집적소자는 저항(R1)을 통해 피드백단자(F/B)로 입력되는 디밍제어전압(V_FD)에 상응되는 듀티비의 펄스폭변조신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터회로.
제1항에 있어서, 인버터 집적소자는 기본적으로 아날로그 구동방식으로 구동되고, 상기 트랜스포머의 발진을 회피하기 위해 주파수 구동방식이 가미된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터회로.