백라이트장치 및 액정표시장치 document_id A220623029329

본 발명은 백라이트장치 및 액정표시장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 하부커버의 내부에 실장되는 밸런스 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)상의 전압배선 등과 같은 패턴간 안전규격을 만족시킴과 동시에 패턴의 추가에 따른 밸런스 PCB의 면적이 증가되는 것을 방지하려는 데에 관계된다. 일반적으로 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라 LCD는 사무자동화기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광 빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다. 그러나 이와 같은 이점(利點)에도 불구하고, LCD는 자발광 표시장치가 아닌 이유로 인해 백라이트장치로부터 광을 제공받게 되는 문제점 또한 내재하고 있다. 물론 그 광을 제공하는 광원으로는 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 등이 사용되고 있는데, 여기에서 CCFL은 음극표면에 강한 전계가 가해지기 때문에 일어나는 전자방출인 냉음극방출 현상을 이용한 광원관으로서 저발열, 고휘도, 장수명, 풀컬러화(full color) 등에 용이하다. 따라서 이러한 CCFL을 이용한 액정표시장치는 대형화 추세에 따라 다수의 CCFL을 이용한 직하형 백라이트장치를 사용하게 된다. 물론 여기에서의 직하형 백라이트장치는 하나의 트랜스포머(transformer)를 이용하여 다수개의 CCFL을 병렬 구동할 경우, CCFL의 방전 특성에 의해 다수의 CCFL 중 일부가 구동되는 문제점이 발생하게 된다. 구체적으로 말해, CCFL은 방전되기 전에는 무한대의 저항값을 가지는 반면에 방전된 후에는 유리관 내부에 발생되는 도체의 플라즈마로 인하여 작은 저항값을 가지게 된다. 이에 따라 CCFL이 방전되면 초기보다 저항값이 감소하여 전류의 양이 증가하게 된다. 따라서, 다수의 CCFL을 병렬로 연결하여 병렬 구동할 경우 초기 방전 이후에는 저항값이 작은 CCFL쪽으로 전류가 흐르게 되므로 다수의 CCFL 중 일부가 구동되고 나머지는 구동되지 않은 문제점 또한 있게 된다. 한편 이러한 문제점을 해결하는 일환으로서 다수의 CCFL의 양전극에 동일한 용량의 커패시터, 즉 밸러스트 커패시터(ballast capacitor)를 부착함으로써 관외전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL)와 동일한 등가 회로를 구성하고 그 결과 하나의 트랜스포머를 이용하여 다수의 CCFL을 병렬 구동할 수 있도록 하는 액정표시장치의 램프구동장치가 제안된 바 있다. 여기에서, EEFL이란 외부전극에 교류 전원이 인가됨으로써 점등하게 되는 것으로서, 즉 한 쌍의 외부전극에 인가되는 고주파 전압에 의한 전계에 의해 유리관 내부의 방전공간에서 방전이 일어나고, 이 방전으로 인해 발생된 자외선에 의해 유리관의 내주면에 도포된 형광체가 발광되어 가시광선을 발생시키는 것이다. 그러면, 이제부터는 위의 밸러스트 커패시터가 형성되는 밸런스 PCB와 관련해 간략하게 살펴보고자 한다. 도 1은 종래기술에 따른 밸런스 PCB를 구비한 직하형 액정표시장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 먼저 하부커버(41)상에는 광원인 다수개의 램프(48)들로부터 빛을 전면으로 반사하기 위한 반사판(42)이 부착되고, 그 위로는 다시 다수개의 CCFL을 체결하는 밸런스 PCB(49a, 49b)가 양측으로 구비되며, 그 PCB(49a, 49b)로 다시 교류 전원을 인가하는 인버터 PCB(50a, 50b)가 각각 연결되어 있는데, 이와 관련해서는 이후에 다시 다루기로 한다. 그리고 이 램프(48)들로부터 반사판(42)을 통해 반사된 빛들을 전면으로 균일하게 분산시키기 위한 확산판(43) 및 기타 광학적 보완기능을 담당하는 광학시트(44)가 적재된다. 지금까지의 단계는 보통 백라이트장치를 의미하는 것으로서, 이어서는 도면에 별도로 나타내지는 않았지만 액정표시장치의 전체적 힘의 균형을 유지하기 위한 메인 서포트가 체결된다. 물론 메인 서포트는 상측으로 적재되는 액정패널(20)을 감안하여 일정 패턴을 형성하게 된다. 위의 메인 서포트(30)상에 적재되는 액정패널(20)은 많은 단위 공정에 의하여 이루어진다. 다시 말해, 이것은 각 단위 화소마다 스위칭소자인 박막트랜지스터가 배열되어 있는 어레이기판(20a)과, 이에 대응하여 컬러를 표현하는 컬러필터가 형성된 컬러필터기판(20b), 그리고 두 기판 사이에 주입되는 액정을 포함하여 구성된다. 그리고 도면에 별도로 나타내진 않았으나 상부커버는 그 액정패널(20)의 외곽 가장자리 및 메인 서포트의 측면을 감싸는 동시에 별도의 체결방식을 통하여 하부커버(41)에 체결된다. 도 2는 도 1의 백라이트장치를 나타내는 사시도로서, 하부커버(41)상의 밸런스 PCB(49a, 49b) 및 그에 연동하는 인버터 PCB(50a, 50b)를 보고자 한 도면이다. 여기에서, 인버터 PCB(50a, 50b)는 외부로부터 공급되는 직류 전원을 교류 전압으로 변환하고, 그 교류 전압을 다시 고전압의 교류 전압으로 변환하게 된다. 또한, 밸런스 PCB(49a, 49b)상에는 다수개의 커패시터 패턴(49a1, 49b1)이 형성되어 있어, 다수의 CCFL(48)의 관 내부로 각각 유입되는 전류량을 동일하게 함과 동시에 인버터 PCB(50a, 50b)로부터 공급되는 교류 전압을 제한하여 다수의 CCFL(48)에 공급되는 전류를 제한하는 역할을 한다. 그러나 이와 같은 밸런스 PCB(49a, 49b)의 경우에 있어서 램프의 전극부로는 예컨대 1500Vrms 이상의 전압이 인가될 수 있는데 이를 고려하여 밸런스 부품 등을 배치해야 하는 문제점이 제기된다. 그러므로 US 60950과 같은 안전 규격에 근거해 볼 때 밸런스 PCB(49a, 49b)상에 고압 패턴 및 부품을 추가적으로 형성하거나, 혹은 더욱 안정적인 램프구동을 위하여 인덕터와 같은 부품을 추가적으로 실장하게 되면, 이때 그 밸런스 PCB(49a, 49b)의 면적은 증가할 수밖에 없고 그 결과 제조비용이 증가하게 된다. 뿐만 아니라 액정표시장치의 모듈화과정에서 화면의 외곽 테두리 부분인 베젤(bezel) 부위가 증가하게 됨으로써 결국 화면에서의 영상구현 범위(active area)가 축소되는 현상이 발생하게 된다.