인버터 회로, 백 라이트 장치 및 그것을 이용한액정표시장치 document_id A220623010117

본 발명은 액정표시장치의 광원에 사용하는 복수의 냉음극관와 같은 방전관과 이 방전관을 점등시키는 회로(또는 장치)에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 방전관의 이상 방전, 고전압 배선간에 일어나는 이상방전 등과 같은 이상 현상을 검출하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 승압용 인버터 트랜스의 2차 코일(예를 들면, 접지측 단자)과 접지 사이에 직렬 삽입된 밸런스 트랜스를 구비한 냉음극관과 같은 방전관을 구동하는 인버터 회로, 백 라이트 장치 및 그것을 이용한 액정표시장치에 관한 것이다. 이하에 기술되는 방전관은 주로 냉음극관을 대상으로 한 것이지만, 본 발명은 냉음극관에 한정되지 않고, 교류고전압을 필요로 하는 복수의 방전관을 점등하는 시스템에서 실시될 수 있으며, 방전관은 냉음극관으로 한정해 해석되는 것은 아니다. 종래에는 액정표시장치의 백 라이트로서 냉음극관이 사용되고 있다. 특히 근래에는, 대형 액정표시장치를 텔레비젼 수신기로서 사용한 액정 TV가 대표됨에 따라, 액정표시장치의 대형화 경향이 현저하게 나타나고 있다. 이러한 이유로, 액정표시장치의 백 라이트로서 복수의 냉음극관이 이용되고 있다. 도 1은 일반적인 냉음극관의 발광 원리를 설명하기 위한 도면이다. 냉음극관(301)은 형광 램프의 일종이며 정규 글로우 방전 영역에서 동작하는 형광 램프이다. 냉음극관(301)의 유리관내에는 형광체(322)가 도포되고 불활성 기체((希)가스: a rare [an inert, a noble] gas)와 미량의 수은이 유리관내에 봉입되어 있다. 냉음극관(301)의 양단에 설치된 전극들(328) 사이에 교류고전압을 인가함으로써 수은 증기 중에서 글로우 방전이 생기며, 이러한 방전에 의해 여기된 수은(323)이 자외선(324)을 발생한다. 유리관내에 도포된 형광체(322)는 자외선(324)에 의해서 여기된다. 여기된 형광체 원자가 저에너지 준위로 돌아올 때 생기는 에너지 차이에 상당하는 파장의 빛이 방출된다. 이때, 냉음극관(301)은 형광체 원자 고유의 빛을 발한다. 또한, 냉음극관(301)은 흐르는 전류가 증가하면 임피던스가 작아지는 소위 부성 저항 특성을 가진다. 더욱이 동일한(또는 균일한) 임피던스를 갖는 냉음극관들을 제조하는 것이 어렵기 때문에, 복수의 냉음극관의 임피던스는 임의 범위 내에 산포된다. 냉음극관의 수를 증가시킬 때 생기는 여러가지의 문제에 대해서 이하의 해결 방법이 채택되었다. 냉음극관 수에 대응하여 인버터 트랜스 수가 증가되는 구조가 사용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 인버터 트랜스(900A～900N)가 냉음극관들(301～310)에 각각 대응하도록 제공된다. 이러한 경우, 인버터 트랜스 수가 증가함에 따라, 프린트 기판의 대부분의 영역이 인버터 트랜스들에 의해서 점유된다. 그러한 까닭에, 인버터 회로부의 외형 치수가 커져 버리는 문제가 있다. 상기한 문제와 관련하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 인버터 트랜스(900)가 복수의 냉음극관(301～310)을 구동하는 간단한 방법이 고려될 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 구성은 동일 극성의 정현파 교류 전압(94)로 복수의 냉음극관(301～310)을 구동하기 때문에 액정 표시부의 구동 회로와 간섭을 야기하며, 그 결과 화면 상에서 간섭 무늬의 노이즈가 발생한다는 문제가 있다. 이러한 문제는 도 4에 도시된 바와 같이 차동 구동형의 인버터 트랜스(901)을 제공함으로써 해결될 수 있다. 즉, 인버터 트랜스(901)는 2개의 2차 코일들에서 생성되는 정현파 교류 전압들(95, 96)이 서로 역극성이되도록 구성된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 차동구동형을 구현하기 위해 인버터 트랜스(901)의 2차측에서 역위상 전압을 얻고자 하는 경우, 2차 코일이 2개 설치되고 2개의 2차 코일들이 서로 역극성이 되도록 배치될 필요가 있다. 균일한 180도의 위상 반전 및 균일한 전압값을 갖는 역위상 교류 전압들(95, 96)을 2개의 2차 코일들로부터 얻는 것이 어렵다. 인버터 트랜스(901)의 2차 코일들로부터 생성되는 역위상 교류 전압(95, 96)이 균일하지 않은 경우, 냉음극관들(301～310)에 흐르는 전류가 서로 다르며, 그 결과 휘도 얼룩이 생기는 문제가 발생한다. 또한, 냉음극관은, 앞서 언급된 바와 같이, 부성 저항의 특성을 갖는다. 인버터 트랜스(901)에 복수의 냉음극관(301310)이 병렬 연결되는 경우, 다른 냉음극관보다 상대적으로 임피던스가 낮은 특정의 냉음극관에 전류가 흐르기 시작한다가 가정하자. 이 경우, 이 특정 냉음극관의 저항값이 내려가는 것보다 오히려 전류가 쉽게 흐르기 때문에, 특정의 냉음극관에 전류가 집중한다. 이는 냉음극관 마다 휘도 얼룩이 생김과 동시에 그 냉음극관의 수명을 단축시키는 문제를 야기한다. 상술한 문제들을 회피하기 위해서 밸런스 회로가 냉음극관에 직렬 연결될 수 있다. 도 5는 냉음극관들(301～310)에 연결된 밸런스 회로(400)가 제공된 예를 보여주는 회로도이다. 임의 냉음극관에 전류가 흐르면 밸런스 트랜스(예를 들면, 도 5에서 401~410 중 어느 하나)의 냉음극관에 직렬 접속된 밸런스 트랜스의 1차 코일에 전류가 흐른다. 이는 밸런스 트랜스의 2차 코일에도 전류가 흐르게 한다. 이 밸런스 트랜스의 2차 코일은 나머지 밸런스 트랜스의 2차 코일과 직렬 접속되어 있으므로, 2차 코일을 통해 흐르는 전류는 각 밸런스 트랜스(401～410)의 1차 코일을 통해 전류가 흐르게 한다. 결과적으로, 각 냉음극관(301～310)의 전류는 동일하게 되는 방향으로 제어된다. 이 구성에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 밸런스 트랜스(401～410)의 2차 코일들로 구성된 루프는 접지된다. 접지된 지점과 접점(검출 접점)(501) 사이에 적어도 하나의 밸런스 트랜스의 2차 코일이 개재된 상태에서, 접점(검출 접점)(501)의 전압이 검출된다. 이 검출된 전압은 밸런스 트랜스군(401~410)이 냉음극관의 평형을 유지하는 데 필요한 전압이 된다. 이 검출된 전압의 크기는 냉음극관의 부성을 포함한 저항값의 산포에 따라 다르다. 이 특성을 적극적으로 이용하여, 냉음극관의 고장에 따르는 단선이나 합선을 검출할 수가 있다. 즉, 냉음극관의 단선이나 합선이 발생하면 밸런스 트랜스군은 평형을 유지하기 위해, 정상시의 전압에 비교해 높은 전압이 검출 접점(501)에 생기게 된다. [특허 문헌1]　특개 2004―335443호 공보 [특허 문헌2]　특개 2005―203347호 공보 냉음극관이 수명에 가까워져 임피던스가 높아지면 인버터 공진 회로의 Q가 커져 상당히 높은 전압이 발생된다. 이는 인버터 트랜스의 2차 코일과 냉음극관과의 사이의 배선과 다른 배선 사이에서 코로나 방전이 쉽게 일어나게 한다. 코로나 방전은 서서히 배선의 절연 피복을 탄화시켜, 배선들 사이의 합선을 초래할 수 있다. 도 5에 도시된 종래의 액정표시장치의 백 라이트에 사용되는 복수의 냉음극관(301～310)을 점등시키는 인버터 회로에 이용되는 밸런스 트랜스(400)는, 냉음극관의 타단(인버터 트랜스(901)에 대해서 반대측)에 설치되어 있다. 특정 냉음극관에 전류가 집중하는 등의 이상 상태가 생겼을 경우, 밸런스 트랜스(400)는 평형을 유지하도록 전압 검출 접점(501)에 정상적인 상태보다 높은 전압을 생성한다. 전압 검출 접점(501)의 전압을 검지/검출함으로써 제어 회로를 통해 제어 동작을 수행하는 것이 가능하다. 그러나 인버터 트랜스(901)의 2차 코일과 냉음극관 사이에 위치한 배선과 다른 배선 사이에 코로나 방전등의 고전압 방전이 생겼을 경우, 이 고전압 방전은 냉음극관들 사이의 평형에는 영향을 주지 않는다. 그러한 이유때문에, 냉음극관 타단측에 설치한 밸런스 트랜스의 전압 검출 접점에서는 배선들 사이에 생기는 고전압 방전과 같은 이상 상태를 검출할 수 없다는 결점이 있었다.