KR20040019566A - 평면 디스플레이 패널용 광원장치 - Google Patents

평면 디스플레이 패널용 광원장치 Download PDF

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KR20040019566A
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김성수
오승경
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Abstract

본 발명은 직하형 또는 도광판형 방식으로 배치되는 복수개의 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp)들을 액정표시 패널과 같은 평면 디스플레이 패널의 광원으로 사용하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 있어서, 상기 복수개의 외부전극 형광램프들을 몇 개의 그룹으로 나누고 각 그룹에 속한 외부전극 형광램프들에 구동용 고전압을 제공하기 위한 트랜스포머들을 상기 각 외부전극 형광램프의 그룹들에 일대일 대응시켜 연결하여 필요 전압을 제공토록 함으로써 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 인버터의 트랜스포머들의 크기 및 높이를 줄이고, 이로써 상기 광원장치의 전체적인 크기 및 높이를 최적화시킬 수 있도록 한 액정표시 패널용 후광장치와 같은 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 관한 것이다.
한편, 본 발명은 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 인버터에 포함되는 1개의 대용량 트랜스포머를 그 합한 용량이 상기 대용량 트랜스포머의 용량과 같은 다수개의 소용량 트랜스포머들로 대체하고 상기 소용량 트랜스포머들을 동일 입력전압에 의해 구동되도록 함으로써 트랜스포머의 크기 및 두께에 따른 상기 광원장치 자체의 크기 및 두께의 제약사항을 해소할 수 있도록 한 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 관한 것이다.

Description

평면 디스플레이 패널용 광원장치{Lighting apparatus for flat display panel}
본 발명은 액정표시 패널용 후광장치와 같은 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 직하형 또는 도광판형 방식으로 배치되는 복수개의 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp)를 광원으로 사용하는 평면 디스플레이 패널용 광원 장치에 있어서, 상기 복수개의 외부전극 형광램프들을 몇 개의 그룹으로 나누고 각 그룹에 속한 외부전극 형광램프들에 구동용 고전압을 제공하기 위한 트랜스포머들을 상기 각 외부전극 형광램프의 그룹들에 일대일 대응시켜 연결하여 필요 전압을 제공토록 함으로써 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 인버터의 트랜스포머들의 크기 및 높이를 줄이고, 이로써 상기 광원장치의 전체적인 크기 및 높이를 최적화시킬 수 있도록 한 액정표시 패널용 후광장치와 같은 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 관한 것이다.
한편, 본 발명은 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 인버터에 포함되는 1개의 대용량 트랜스포머를 그 합한 용량이 상기 대용량 트랜스포머의 용량과 같은 다수개의 소용량 트랜스포머로 대체하고 상기 소용량 트랜스포머들을 같은 입력전압에 의해 구동되도록 함으로써 트랜스포머의 크기 및 두께에 따른 상기 광원장치 자체의 크기 및 두께의 제약사항을 해소할 수 있도록 한 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 관한 것이다.
당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 평면 디스플레이 패널의 대표격인 액정표시 패널은 자체발광을 하지 않으므로 통상 액정표시 패널의 배면에는 후광장치(back light), 즉 광원장치가 설치(배치)된다. 액정표시 패널의 배면에 설치되는 광원장치는 액정표시 패널에 광조사를 균일하게 하기 위해 발광램프(또는 광원) 이외에 확산판 및 반사판 등도 구비한다는 것은 널리 알려진 사실이다.
한편, 현재 액정표시 패널의 대형화 및 고선명화 추세에 따라 액정표시 패널용 후광장치는 높은 휘도의 후광을 방사하는 복수의 발광램프(또는, 평면 광원)들을 구비해야 하는데, 이들 발광램프(평면 광원)에는 냉음극 형광램프(CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 포함된다.
종래기술의 일례로서 액정표시 패널용 후광장치의 냉음극 형광램프는 도 1에 개념적으로 도시한 바와 같이 확산판(11)과 반사판(12) 사이에 복수개가 배치된다. 즉, 액정표시 패널용 후광장치의 냉음극 형광램프(20)들은 확산판(11)과 반사판(12) 사이에 나란하게 설치되고, 이들 형광램프(20)들로부터 방사되는 빛은 반사판(12)에 의하여 반사되어 확산판(11)을 통하여 액정표시 패널에 조사된다.
도 1에 도시된 액정표시 패널용 후광장치의 냉음극 형광램프(20)들을 발광시키기 위한 일실시예의 구성을 도 2에 나타내 보였다. 도 2를 참조하면, 종래 액정표시 패널용 후광장치에는, 그 한 출력단의 각각에 캐패시터(C)가 연결된 복수의 인버터(IV)들이 전원공급기로서 구비되고, 조명부(2)에는 각각의 인버터(IV)들에대응되는 냉음극 형광램프(20)들이 구비된다. 각각의 인버터(IV)의 출력단에는 트랜스포머(T) 및 이에 대응하는 캐패시터(C)가 연결되어 있다.
그런데, 도 2에 도시한 바와 같은 종래의 액정표시 패널용 후광장치에 의하면, 조명부(2)의 냉음극 형광램프(20)들이 많아질수록 인버터(IV)도 더불어서 많아지고 이에 따라 트랜스포머도 많아질 수 밖에 없기 때문에 아래와 같은 문제점이 있다.
첫째, 각 램프(20) 및 인버터(IV)의 제조 공정상의 특성 편차에 따라 조명부(2)의 휘도의 산포도(散布度)가 높아진다. 특히, 각 인버터(IV)의 출력단에 내장된 트랜스포머(T)들의 출력 전압 및 주파수의 산포도가 큰 원인이 된다. 이를 방지하기 위하여 광출력을 조정하기 위한 별도의 디밍(diming) 회로가 추가되기도 한다.
둘째, 액정표시 패널의 박형화에 장애가 된다.
셋째, 제조 원가가 상대적으로 높게 된다.
한편, 종래의 액정표시 패널용 후광장치에 사용되는 냉음극 형광램프(CCFL)는 램프 내부에 전극을 설치하여야 하기 때문에 제조상, 사용상 그리고 발광효율 특성상 각종 문제점을 내포하고 있다.
상기와 같은 냉음극 형광램프(CCFL)의 문제점을 해결한 형태의 면 광원으로서 외부전극 형광램프(EEFL)가 있는데, 이 외부전극 형광램프는 냉음극 형광램프와 달리 방전관 내부에 전극을 설치하지 않는 구조로 되어 있어 면 광원을 쉽게 제작할 수 있게 하고, 액정표시 패널의 발열량을 크게 감소시키는 것은 물론 전극 손상에 의한 램프손상 방지효과까지 갖추고 있다. 이와 같은 외부전극 형광램프(EEFL)는 하나의 도광판에 여러개의 램프를 병렬로 연결한 직하형 방식으로(경우에 따라선 도광판 방식으로도) 휘도와 효율성을 획기적으로 개선시키는 것으로 알려져 있다.
상기와 같은 외부전극 형광램프는 도 3에 도시한 바와 같이 고전압을 제공하는 인버터(40)의 트랜스포머(TF)에 복수개의 외부전극 형광램프(30)들을 연결하여 사용하는데, 이와 같이 한개의 트랜스포머(TF)에 여러개의 외부전극 형광램프(30)들을 연결하여 사용하는 경우 트랜스포머(TF)의 용량은 그 만큼 증가하게 되고, 트랜스포머(TF)의 용량에 따라 트랜스포머(TF)의 크기 및 높이도 그 만큼 커지게 되어 외부전극 형광램프를 사용하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 크기 및 높이에 제약을 주는 문제점이 있었다. 도 3에서 부재번호 32a와 32b는 각각 외부전극 형광램프(30)의 외부전극이고, 부재번호 42는 인버터(40)를 구동제어하며 트랜스포머(TF)의 1차측에 1차전압을 제공하는 제어부이다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 직하형 또는 도광판형 방식으로 배치되는 복수개의 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp)들을 액정표시 패널과 같은 평면 디스플레이 패널의 광원으로 사용하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 있어서, 상기 복수개의 외부전극 형광램프들을 몇 개의 그룹으로 나누고 각 그룹에 속한 외부전극 형광램프들에 구동용 고전압을 제공하기 위한 트랜스포머들을 상기 각 외부전극 형광램프의 그룹들에 일대일 대응시켜 연결하여 필요 전압을 제공토록 함으로써 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 인버터의 트랜스포머들의 크기 및 높이를 줄이고, 이로써 상기 광원장치의 전체적인 크기 및 높이를 최적화시킬 수 있도록 한 평면 디스플레이 패널용 광원장치를 제공함에 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 인버터에 포함되는 1개의 대용량 트랜스포머를 그 합한 용량이 상기 대용량 트랜스포머의 용량과 같은 다수개의 소용량 트랜스포머로 대체하고 상기 소용량 트랜스포머들을 같은 입력전압에 의해 구동되도록 함으로써 트랜스포머의 크기 및 두께에 따른 상기 광원장치 자체의 크기 및 두께의 제약사항을 해소할 수 있도록 한 평면 디스플레이 패널용 광원장치를 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 일례로서 액정표시 패널용 후광장치의 개념도.
도 2는 종래기술에 의한 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 일례인 액정표시 패널용 후광장치의 일실시예도.
도 3은 종래기술의 다른 실시예에 따른 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 있어서 트랜스포머의 크기 및 높이를 비교하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
30 : 외부전극 형광램프(EEFL)
32a, 32b : 외부전극
40,100 : 인버터
110 : 제어부
200 : 기판
Ga, Gb, Gc : 외부전극 형광램프 그룹
tf_a, tf_b, tf_c : 소용량 트랜스포머
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 평면 디스플레이 패널용 광원장치는, 직하형 또는 도광판형 방식으로 배치되는 복수개의 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp)들을 액정표시 패널과 같은 평면 디스플레이 패널의 광원으로 사용하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 있어서, 상기 복수개의 외부전극 형광램프들이 소정 갯수로 나뉘어져 그룹핑(grouping)된 적어도 2개 이상의 외부전극 형광램프 그룹들과; 상기 외부전극 형광램프 그룹들 각각에 일대일로 대응되어 각 그룹들에 속한 외부전극 형광램프들에 구동 전압을 제공하는 트랜스포머들; 상기 트랜스포머들 각각의 1차측 단자들을 동일 입력선으로 연결하여 동일 입력전압을 제공하는 제어부;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 각 그룹에 속하는 외부전극 형광램프의 갯수는 5~10개이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 각 트랜스포머의 용량은 40와트 이하이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 있어서 트랜스포머의 크기 및 높이를 비교하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 평면 디스플레이 패널용 광원장치는 예를 들어 직하형 또는 도광판형 방식으로 배치되는 복수개의 외부전극 형광램프들을 액정표시 패널과 같은 평면 디스플레이 패널의 광원으로 사용하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치, 바람직하게는 인버터(100; 도 4)에 적용된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 평면 디스플레이 패널용 광원장치는, 복수개의 외부전극 형광램프(30)들이 소정 갯수(예; 5~10개)로 나뉘어져 그룹핑(grouping)된 적어도 2개 이상의 외부전극 형광램프 그룹들(Ga)(Gb)(Gb)을 포함한다. 즉, 외부전극 형광램프 그룹들(Ga)(Ga)(Gb) 각각은 바람직하게 5개 내지 10개의 외부전극 형광램프(30)들이 그룹화된 형태이다. 따라서, 상기 광원장치에 사용되는 외부전극 형광램프(30)의 총갯수가 30개라면 10개씩 묶어 3개의 그룹으로 할 수 있고, 만일 사용되는 외부전극 형광램프(30)의 총갯수가 21개라면 7개씩 묶어 3개의 그룹으로 할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
상기에서 외부전극 형광램프(30)를 5~10개씩 묶어 그룹화하는 이유는 이들 각 그룹의 총소비전력은 40와트 내외가 되기 때문이며, 이때 이를 감당하는 트랜스포머(tf_a)(tf_b)(tf_c)의 크기 및 높이를 최적으로 구성할 수 있기 때문이다.
상기한 트랜스포머들(tf_a)(tf_b)(tf_c) 각각은 도시한 바와 같이 외부전극 형광램프 그룹들(Ga)(Gb)(Gc) 각각에 일대일로 대응되어 각 그룹들(Ga)(Gb)(Gc)에 속한 외부전극 형광램프(30)들에 구동 전압을 제공한다. 여기서, 트랜스포머들(tf_a)(tf_b)(tf_c) 각각의 1차측 단자들은 동일 입력선으로 연결, 즉 병렬로 접속되어 인버터(100)의 구동제어를 위한 제어부(110)에서 동일한 입력구동 전압을 인가받는다.
상기와 같이 평면 디스플레이 패널용 광원장치를 구성하는 복수개의 외부전극 형광램프(30)들을 몇개씩 묶어 그룹화하고, 이들 그룹화된 외부전극 형광램프 그룹들(Ga)(Gb)(Gc)에 일대일로 대응되는 트랜스포머들(tf_a)(tf_b)(tf_c)들을 통해 상기 그룹들에 포함된 외부전극 형광램프들에 구동전압을 제공하도록 하는 이유를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
예를 들어 액정표시 패널용 후광장치와 같은 평면 디스플레이 패널용 광원장치에서 외부전극 형광램프(30)들에 구동전압을 제공하는 인버터(100)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 소정의 기판(200)에 실장된다. 인버터(100)를 구성하는 전기전자 부품들이 기판(200)에 실장될 때, 해당 광원장치의 크기와 높이에 제약을 가하는 부품이 전술한 바와 같은 트랜스포머인데, 종래기술에서와 같이 해당 광원장치에 사용되는 외부전극 형광램프들 모두를 감당하는 용량의 트랜스포머(TF; 도 5의 좌측그림) 1개를 사용하게 되면, 대용량 트랜스포머(TF)의 높이와 크기로 인해 상기 광원장치의 높이 및 크기가 제약을 받게 된다.
그러나, 대용량 트랜스포머(TF)를 도 5의 우측에 도시한 바와 같이 여러개의 소용량 트랜스포머(tf_a)(tf_b)(tf_c)로 용량 분할하고, 이들 소용량 트랜스포머들이 담당하는 외부전극 형광램들들도 그룹화하면, 상기 광원장치의 높이와 크기를 컴팩트하게 할 수 있다. 본 발명에 있어서, 복수개의 소용량 트랜스포머들 각각의 입력단자에는 동일 입력전압이 입력되기 때문에 트랜스포머들의 구성 이외의 다른 제어부분들은 동일하게 될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 즉, 도 3에 도시된 종래기술의 제어부(42)와 도 4에 도시된 본 발명에 따른 제어부(110)는 동일할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 평면 디스플레이 패널용 후광장치를 액정표시 패널용 후광장치를 일례로 하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 X-ray필름 판독기 광원 장치와 같이 후광장치를 필요로 하는 장치들에 폭넓게 적용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 이하에 기술되는 청구범위에 의한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 평면 디스플레이 패널용 광원장치는, 직하형 또는 도광판형 방식으로 배치되는 복수개의 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp)들을 액정표시 패널과 같은 평면 디스플레이 패널의 광원으로 사용하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 있어서, 상기 복수개의 외부전극 형광램프들을 몇 개의 그룹으로 나누고 각 그룹에 속한 외부전극 형광램프들에 구동용 고전압을 제공하기 위한 트랜스포머들을 상기 각 외부전극 형광램프의 그룹들에 일대일 대응시켜 연결하여 필요 전압을 제공토록 함으로써 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 인버터의 트랜스포머들의 크기 및 높이를 줄이고, 이로써 상기 광원장치의 전체적인 크기 및 높이를 최적화시킬 수 있는 이점을 제공한다.
한편, 본 발명은 평면 디스플레이 패널용 광원장치의 인버터에 포함되는 1개의 대용량 트랜스포머를 그 합한 용량이 상기 대용량 트랜스포머의 용량과 같은 다수개의 소용량 트랜스포머로 대체하고 상기 소용량 트랜스포머들을 같은 입력전압에 의해 구동되도록 함으로써 트랜스포머의 크기 및 두께에 따른 상기 광원장치 자체의 크기 및 두께의 제약사항을 해소할 수 있는 이점을 제공한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (3)

  1. 직하형 또는 도광판형 방식으로 배치되는 복수개의 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp)들을 액정표시 패널과 같은 평면 디스플레이 패널의 광원으로 사용하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치에 있어서,
    상기 복수개의 외부전극 형광램프들이 소정 갯수로 나뉘어져 그룹핑(grouping)된 적어도 2개 이상의 외부전극 형광램프 그룹들;
    상기 외부전극 형광램프 그룹들 각각에 일대일로 대응되어 각 그룹들에 속한 외부전극 형광램프들에 구동 전압을 제공하는 트랜스포머들;
    상기 트랜스포머들 각각의 1차측 단자들을 동일 입력선으로 연결하여 동일 입력전압을 제공하는 제어부;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 그룹에 속하는 외부전극 형광램프의 갯수는 5~10개인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각 트랜스포머의 용량은 40와트 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이 패널용 광원장치.
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