LCD Backlight 구동용 인버터의 설계 및 분석

Abstract

최근 기술의 발전과 대형TV용 FPD (Flat panel display) 시장의 성장에 힘입어 LCD와 PDP 는 최대의 시장 쟁탈전을 벌이고 있으며, 더욱 치열해져 가는 가격 경쟁, 화질 경쟁에서 LCD가 우위를 달성 하기 위하여BLU의 기술 발전은 필수적이다. 따라서 최근 LCD 업계의 최대 관심사 중 하나는 원가 절감을 비롯한 고색재현, 동화상 특성 개선, 저 소비전력, 고 휘도화 등을 달성하기 위한 Backlight Unit과 관련된 기술이라 볼 수 있다. 또한, 최근 TFT LCD 산업이 빠르게 성장함에 따라 BLU구동용 인버터 산업도 빠르게 성장하고 있다. 대부분의 경우 인버터의 기능과 효율에 따라 램프의 성능이 결정되며, 램프의 성능에 따라 LCD panel의 품질이 결정되므로, 얼마나 저전력, 고효율, 소형의 LCD용 인버터를 쓰느냐에 따라 LCD Module의 품질이 결정 된다고 할 수 있으리만큼 중요도가 높은 핵심 부품이다. 본 논문에서는 현재 개발 진행 중인 여러 BLU기술 혁신의 Trend를 알아보았고, 아울러 BLU구동용 인버터의 종류와 인버터의 주요 개발 동향을 알아보았다. 특히 여러 광원 중 차세대 광원으로 개발중인 FFL에서 사용하고 있는 인버터의 특성을 개선하여, 초기 점등 시 전류를 높게 인가함으로써 기존 normal 전류 인가 시 초당 휘도 상승율이 0.88[nit/초]에서 1.77[nit/초]로 상승함을 알 수 있었고, 별도의 보호회로를 적용함으로써 온도에 반응하여 외부전극 적용에 따른 Pin hole의 발생 위험을 저감할 수 있었다. 또한 FFL과 같이 기생 capacitance의 영향이 큰 BLU에서 좌,우 입력 전류 편차의 개선을 위하여 트랜스 권선 방법 변경을 통하여 전류 편차를 기존대비 50% 이상 개선할 수 있었다.; Recently, owing to a remarkable technological development and rapid growth of the market for large-scale TV FPDs (flat panel displays), LCD and PDP compete fiercely with each other for more market shares. In such a circumstance, the LCD manufacturers are required to develop their BLU technology more if they want to take some comparative advantage over PDP in ever-fierce price and screen quality competition. Thus, the core challenges facing the LCD manufacturers recently may be cost saving, more antique color tone, higher moving image quality, saving of electric consumption and higher brightness, all of which must be related with the backlight technology. In addition, as the TFT LCD industry grows rapidly, the inverters driving the BLU evolves fast. In most cases, performance of lamps depends on functions and efficiency of inverter, while quality of the LCD panels depends on performance of the lamps, and hence, the LCD module quality must be a core part; the LCD module quality must depend on how much energy-saving, high-efficient and small-scale LCD-driving inverters could be used. This study examined the trend of various innovative BLU technologies being developed currently and thereupon, reviewed major development of the inverters as well as types of inverters driving the BLU. Then, the researcher improved the inverters in particular being used for the FFL under development as a next-generation light source. As a result of setting the current higher for the initial lighting, it was found that the brightness would rise from the normal level of 0.88 [nit/sec.] to 1.77[nit/sec.], and that the possibility of the pin holes formed by an external electrode could be lowered by applying a separate protection circuit responding to changes of temperature. In addition, the researcher succeeded in improving the current deviations more than 50% by changing the trans winding method to improve the current deviations between left and right inputs into the BLU more vulnerable to the parasitic capacitance as the FFL is.