KR20100097515A - 액정표시장치용 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동이 가능한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 LED 패키지를 통해 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동 시, 분할된 LED 패키지 별로 도광판 내부로 입사된 빛이 도광판 내부에서 서로 중첩되지 않도록 하는 것으로, 보다 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
또한, 영상에 맞는 밝기를 조정할 수 있어, 어두운 밝기를 갖는 영상은 어두운 밝기의 빛을 갖도록 함으로써, 백라이트 유닛의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
그리고, 경량박형의 에지형 백라이트 유닛을 사용함으로 램프 무라(mura) 현상을 방지할 수 있어, 휘도가 균일하고 표시품질이 향상된 액정표시장치를 제공할 수 있다.
도광판, 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동, 액정표시장치

Description

액정표시장치용 백라이트 유닛{Backlight unit for liquid crystal display device module}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동이 가능한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device : PDP), 전기발광표시장치(electroluminescence display device : ELD), 전계방출표시장치(field emission display device : FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.
이중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용 되고 있는데, 액정표시장치는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자로 별도의 광원을 요구하게 된다.
이에 따라, 배면으로는 램프를 구비한 백라이트 유닛(backlight unit)이 마련되어 액정패널 전면을 향해 광을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 휘도의 화상이 구현된다.
한편, 일반적인 백라이트 유닛은 램프의 배열구조에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 에지형은 하나 또는 한쌍의 램프가 도광판의 일측부에 배치되는 구조를 가지거나, 두개 또는 두쌍의 램프가 도광판의 양측부 각각에 배치된 구조를 가지며, 직하형은 수개의 램프가 광학시트의 하부에 배치된 구조를 갖는다.
도 1은 일반적인 직하형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치모듈은 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성되는 액정패널(10)과 이의 후방으로 백라이트 유닛(20)이 구비되며, 이들 가장자리를 사각테 형상의 서포트메인(30)이 두른 상태로 액정패널(10) 전면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.
백라이트 유닛(20)은 반사판(22)을 포함하며, 이의 상부면에 다수의 램프(24)가 나란하게 배열되며, 이들 램프(24) 상부에는 다수의 광학시트(28)가 개재된다.
그리고, 다수의 램프(24)를 고정/지지하기 위한 한쌍의 사이드서포트(미도시)가 구비되어 커버버툼(50)과 체결된다.
이때, 램프(24)로는 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp : CCFL) 또는 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp : EEFL) 등이 사용된다.
한편, 최근 액정표시장치는 보다 생동감 있는 영상 표현을 위해 다수의 램프(24)를 순차적으로 온/오프 구동시키는 백라이트 스캐닝 구동방식이 제안되고 있다.
이로 인하여, 밝은 영상을 더 밝게 해주거나 어두운 영상을 더 어둡게 해줌으로써 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킬 수 있어, 보다 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
특히, 최근에는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로, 생동감 있는 영상을 구현하는 동시에 박형의 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
따라서, 백라이트 유닛(20)의 램프(24)와 확산판(26) 사이의 간격(A)을 줄임으로써 박형의 액정표시장치를 제공하려는 시도가 나타나고 있다.
그러나, 백라이트 유닛(20)의 가장 중요한 역할인 고품위의 면광원을 액정패널(10)에 공급하기 위해서는 이를 위한 여러 가지 광학적 설계가 고려되며, 그 중 하나가 램프(24)와 확산판(26) 사이의 적절한 간격(A) 유지가 중요한 요소로 작용하기 때문이다.
즉, 램프(24)와 확산판(26) 사이간격이 지나치게 작을 경우에는 램프(24)로부터의 광이 강한 직진성을 갖기 때문에 화상에 램프(24)의 외형이 반영되어 스트라이프(stripe) 형태의 램프 무라(mura) 현상을 발생시키게 된다.
이는 액정표시장치의 표시품질을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 여러개의 영역으로 분할이 가능한 백라이트 유닛을 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이를 통해, 콘트라스트비를 향상시키고 백라이트 유닛의 소비전력을 감소시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
또한, 박형의 액정표시장치를 제공하는 동시에 램프 무라(mura) 등의 불량을 해결하고자 하는 것을 제 3 목적으로 하며, 이를 통해, 액정표시장치의 휘도 불균일에 의한 표시품질의 저하문제를 방지하고자 하는 것을 제 4 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상부에 안착되며, 다수의 영역과 상기 다수의 영역 사이의 하부면에 홈(groove)을 포함하는 도광판과; 상기 도광판 입광면을 따라 다수의 LED가 배열되며, 상기 다수의 영역을 분할 구동하는 LED 어셈블리와; 상기 도광판 상에 안착되는 다수의 광학 시트를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다.
이때, 상기 도광판은 빛이 입사되는 입광면과 빛이 출사되는 상부면 및 상기 반사판과 대면된 하부면 그리고 서로 마주보는 양 측면으로 구비되며, 상기 홈은 상기 하부면으로부터 상기 상부면을 향하는 V컷(v-cut) 형태로 상기 도광판의 하부면을 가로지르도록 형성된다.
또한, 상기 LED 어셈블리는 다수의 LED와 상기 LED가 실장되는 PCB를 포함하며, 상기 LED 어셈블리는 상기 다수의 영역에 각각 대응되는 다수의 LED 패키지를 갖고, 상기 LED 패키지는 적어도 하나의 LED를 포함한다.
이때, 상기 PCB는 FPCB(flexible printed circuit board) 또는 MPCB(Metal Printed Circuit Board)이다.
상기 도광판의 하부면에는 중심부를 향할수록 조밀해지는 패턴이 형성되며, 상기 도광판의 하부면에는 상기 다수의 영역별로 중심부를 향할수록 조밀해지는 패턴이 형성된다.
또한, 상기 패턴은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 또는 프리즘패턴(prism pattern), 렌티큘러패턴(lenticular pattern) 형태 중 선택된 하나이며, 상기 다수의 광학시트는 확산시트와 집광시트이다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동할 수 있어, 밝은 영상을 더 밝게 해주거나 어두운 영상을 더 어둡게 해줌으로써 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킬 수 있어, 생동감 있는 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
특히, LED 패키지를 통해 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동 시, 분할된 LED 패키지 별로 도광판 내부로 입사된 빛이 도광판 내부에서 서로 중첩되지 않도록 함으로써, 보다 생동감 있는 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 영상에 맞는 밝기를 조정할 수 있어, 어두운 밝기를 갖는 영상은 어두운 밝기의 빛을 갖도록 함으로써, 백라이트 유닛의 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 경량박형의 에지형 백라이트 유닛을 사용함으로 램프 무라(mura) 현상을 방지할 수 있어, 휘도가 균일하고 표시품질이 향상된 액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 서포트메인(150)과 커버버툼(170), 탑커버(160)로 구성된다.
이들 각각에 대해 자세히 살펴보면, 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)을 포함한다.
이때, 액정패널(110)이 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 않았지만 통상 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적, 녹, 청 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다.
그리고 이러한 제 2 기판(114)의 내면으로는 이들을 덮는 투명한 공통전극이 마련되어 있다.
이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(150)의 측면 내지는 커버버툼(170) 배면으로 젖혀 밀착된다.
그리고 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 액정패널(110)의 두 기판(112, 114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 양 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.
또한, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 상,하부 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
이러한 액정패널(110)의 배면에는 광을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비되어, 액정패널(110)의 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 한다.
여기서, 백라이트 유닛(120)은 광원의 배열구조에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 에지형은 하나 또는 한쌍의 광원이 도광판(200)의 일측부에 배치되는 구조를 가지거나, 두개 또는 두쌍의 광원이 도광판(200)의 양측부 각각에 배치된 구조를 가지며, 직하형은 수개의 광원이 광학시트(126)의 하부에 배치된 구조를 갖는다.
이에, 최근 소비자의 요구에 의하여 경량박형의 액정표시장치의 연구가 활발히 진행되고 있는 상태에서, 에지형이 직하형에 비해 경량박형 액정표시장치에 더욱 적합하다.
그리고, 백라이트 유닛은 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescentt Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.
이중에서 특히, LED는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
이에, 본 발명의 백라이트 유닛(120)은 백색 또는 은색의 반사판(122)과, 이러한 반사판(122) 상에 안착되는 도광판(200)과, 도광판(200)의 양측으로 서로 마 주보는 방향으로 위치하는 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140) 그리고 도광판(200) 상부로 다수의 광학시트(126)가 순차적으로 위치한다.
앞서 말한 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)는 도광판(200)의 측면과 대면하도록 도광판(200)의 양측에 위치하며, 이러한 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)는 다수의 LED(131, 141)가 실장되는 FPCB(flexible printed circuit board : 135, 145)와, FPCB(135, 145)의 길이방향을 따라 일정 간격 이격하여 장착되는 LED(131, 141)를 포함한다.
다수의 LED(131, 141)로부터 발생되는 열을 빠르게 방열하기 위하여, FPCB(135, 145) 외에 MPCB(Metal Printed Circuit Board)를 사용하는 것도 가능하다.
이때, 본 발명의 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)에 실장된 다수의 LED(131, 141)는 FPCB(135, 145)의 길이방향을 따라 여러개의 패키지(133a, 143a)로 분할되어 정의되며, 이에 다수의 LED(131, 141)는 다수개의 블록으로 나뉘어 블록 분할 구동을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 최근 액정표시장치는 보다 생동감 있는 영상 표현을 위해 다수의 LED(131, 141)를 순차적으로 온/오프 구동시키는 백라이트 스캐닝 구동방식이 제안되고 있다.
일예로, 제 1 LED 어셈블리(130)에 실장된 다수의 LED(131)는 제 1-1 내지 제 1-3 LED 패키지(133a, 미도시)로 분할하여 정의하며, 제 2 LED 어셈블리(140)에 실장된 다수의 LED(141) 또한 제 2-1 내지 제 2-3 LED 패키지(143a, 143b, 143c)로 분할하여 정의하며, 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)의 서로 대면되는 LED 패키지(133a, 미도시, 143a, 143b, 143c) 별로 분할 구동하여 도광판(200)의 양측면으로 빛을 입사되도록 한다.
이에, 제 1 LED 어셈블리(130)에 실장된 제 1-1 LED 패키지(133a)와 제 2 LED 어셈블리(140)에 실장된 제 2-1 LED 패키지(143a)가 동시에 점등하여 도광판(200)의 양측면으로 빛을 입사시킨 후 소등하고, 제 1-1 LED 패키지(133a)와 제 2-1 LED 패키지(143a)가 소등되면 바로 제 1 LED 어셈블리(130)에 실장된 제 1-2 LED 패키지(미도시)와 제 2 LED 어셈블리(140)에 실장된 제 2-2 LED 패키지(143b)가 동시에 발광하여 도광판(200)의 양측면으로 빛을 입사시키는 것이다.
이때, 제 1 LED 어셈블리(130)에 실장된 제 1-1 LED 패키지(133a)와 제 2 LED 어셈블리(140)에 실장된 제 2-1 LED 패키지(143a)가 동시에 점등하여 도광판(200)의 양측면으로 빛을 입사시키는 과정에서 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)에 실장된 제 1-2 LED 패키지(미도시)와 제 1-3 LED 패키지(미도시) 그리고 제 2-2 LED 패키지(143b)와 제 2-3 LED 패키지(143c)는 소등할 수 있다.
여기서, 스캐닝 블록 분할 구동은 화소가 응답하고 있는 동안 그 화소에 대응하는 LED 패키지(133a, 미도시, 143a, 143b, 143c)를 소등시키고 응답이 완료된 후 LED 패키지(133a, 미도시, 143a, 143b, 143c)를 점등시키는 구동방식으로, 각 블록의 LED 패키지(133a, 미도시, 143a, 143b, 143c)는 각각 1 프레임에서 일정 시간 동안만 점등되고 나머지 시간 동안은 소등된다.
이렇게 LED 패키지(133a, 미도시, 143a, 143b, 143c)를 통해 백라이트 스캐 닝 블록 분할 구동을 수행함으로써, LED 패키지(133a, 미도시, 143a, 143b, 143c) 별로 발광된 빛만이 도광판(200)을 통해 액정패널(110)의 특정영역에 빛을 공급함으로써, 액정패널(110)의 구현되는 영상에 밝은 영상을 더 밝게 해주거나 어두운 영상을 더 어둡게 해줌으로써 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킬 수 있어, 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
또한, 영상에 맞는 밝기를 조정할 수 있어, 어두운 밝기를 갖는 영상은 어두운 밝기의 빛을 갖도록 함으로써, 백라이트 유닛(120)의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 도광판(200)의 일측 입광부에서부터 타측 입광부를 향해 도광판(200)의 하부면을 가로지르는 홈(groove : 210)을 형성하는데, 이는 LED 패키지(133a, 미도시, 143a, 143b, 143c) 별로 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동 시, 분할된 LED 패키지(133a, 미도시, 143a, 143b, 143c) 별로 도광판(200) 내부로 입사된 빛이 도광판(200) 내부에서 서로 중첩되지 않도록 도광판(200)의 입광부가 LED 패키지(133a, 미도시, 143a, 143b, 143c)에 각각 대응하여 정의되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이에 대하여 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
반사판(122)은 도광판(200)의 배면에 위치하여, 도광판(200)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
그리고, 도광판(200) 상부에 위치하는 다수의 광학시트(126)는 확산시트와 집광시트 등을 포함한다.
확산시트는 도광판(200) 상부에 바로 위치하여, 도광판(200)을 통해 입사된 광을 분산시키면서 집광시트 쪽으로 광이 진행하도록 광의 방향을 조절해주는 역할을 한다.
그리고, 확산시트를 통과하여 확산된 광은 집광시트에 의해 액정패널(110) 방향으로 집광하게 된다. 이에, 집광시트를 통과하는 광은 거의 대부분 액정패널(110)에 수직하게 진행된다.
한편, 도시하지는 않았지만 도광판(200)과 확산시트 사이에 확산판을 더욱 구비할 수 있는데, 확산판은 광균일도에 따라 다양한 헤이즈(haze) 특성을 갖도록 구성하고, 이때 확산판의 헤이즈 값은 비드(bead) 등의 광확산성분을 포함하여 구성하거나, 비드를 포함하지 않고 하부면에 미세패턴(미도시)을 형성하여 구성할 수 있다.
이때, 비드는 확산판으로 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다. 또한, 비드를 포함하지 않은 확산판은 미세패턴의 형태에 따라 광 산란각을 조절할 수 있다.
이로써, 광을 분산시켜 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하게 된다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(160)와 서포트메인(150) 그리고 커버버툼(170)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(160)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이"ㄱ"형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(160)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치모듈 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(170)은 사각모양의 판 형상으로 이의 길이방향 양측 가장자리를 소정높이 절곡하여 구성한다.
이러한 커버버툼(170) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 서포트메인(150)이 탑커버(160) 및 커버버툼(170)과 결합된다.
여기서, 탑커버(160)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(150)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(170)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도광판을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, 도광판(200)은 광을 투과시킬 수 있는 투과성 재료중의 하나인 아크릴계 투명수지인 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA)같은 플라스틱(plastic) 물질 또는 폴리카보네이트(polycarbonate : PC)계열에 의해 평면형태(flat type)로 제작된다.
여기서, PMMA는 아크릴수지로써 투명성, 내후성, 착색성이 우수하여 광이 투과할 때 광의 확산을 유도한다.
이러한 도광판(200)은 제 1 LED 어셈블리(도 2의 130)와 대응되는 제 1 입광면(201e)과 이에 대응되는 반대측의 제 2 LED 어셈블리(도 2의 140)와 대응되는 제 2 입광면(201f) 그리고 제 1 및 제 2 입광면(201e, 201f)을 연결하며 빛이 출사되는 상부면(201c) 및 반사판(도 2의 122)과 대면된 하부면(201d) 그리고 서로 마주 보는 양 측면(201a, 201b)으로 이루어진다.
특히, 본 발명의 도광판(200)은 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(도 2의 130, 140)에 실장된 다수의 LED 패키지(도 2의 133a, 미도시, 143a, 143b, 143c) 별로 분할 구동 시 도광판(200) 내부로 입사된 빛이 도광판(200) 내부에서 서로 중첩되지 않도록 하기 위하여, 도광판(200)의 하부면(201d)에 도광판(200)의 내부영역을 나뉘어 정의하도록 홈(210)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
홈(210)은 도광판(200)의 하부면(201d)으로부터 상부면(201c)을 향하는 V컷(v-cut) 형태로 도광판(200)의 제 1 입광면(201e)에서부터 제 2 입광면(201f)을 향해 도광판(200)의 하부면(201d)을 가로지르도록 형성한다.
한편, 홈(210)의 높이는 도광판(200) 두께의 2/3 이하인 것이 바람직하다.
따라서, 도광판(200)은 홈(210)을 통해 다수의 영역(D-1, D-2, D-3)으로 분할 정의되는데, 이때, 도광판(200)의 분할되는 영역(D-1, D-2, D-3)은 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(도 2의 130, 140)의 LED 패키지(도 2의 133a, 미도시, 143a, 143b, 143c)에 각각 대응하여 정의하는 것이 바람직하다.
일예로, 제 1 LED 어셈블리(도 2의 130)에 실장된 다수의 LED(도 2의 131)는 제 1-1 내지 제 1-3 LED 패키지(도 2의 133a, 미도시)로 분할되어 정의되며, 제 2 LED 어셈블리(도 2의 140)에 실장된 다수의 LED(도 2의 141) 또한 제 2-1 내지 제 2-3 LED 패키지(도 2의 143a, 143b, 143c)로 분할되어 정의되고, 도광판(200)은 제 1 내지 제 3 영역(D-1, D-2, D-3)으로 분할 정의된다.
따라서, 제 1 LED 어셈블리(도 2의 130)에 실장된 제 1-1 LED 패키지(도 2의 133a)와 제 2 LED 어셈블리(도 2의 140)에 실장된 제 2-1 LED 패키지(도 2의 143a)가 동시에 점등되어 도광판(200)의 양측면으로 빛을 입사시키면, 제 1-1 LED 패키지(도 2의 133a)와 제 2-1 LED 패키지(도 2의 143a)로부터 발광되는 빛은 도광판(200)의 제 1 영역(D-1)으로만 입사된다.
그리고 제 1 LED 어셈블리(도 2의 130)에 실장된 제 1-1 LED 패키지(도 2의 미도시)와 제 2 LED 어셈블리(도 2의 140)에 실장된 제 2-1 LED 패키지(도 2의 143a)가 소등된 후, 제 1 LED 어셈블리(도 2의 130)에 실장된 제 1-2 LED 패키지(도 2의 미도시)와 제 2 LED 어셈블리(도 2의 140)에 실장된 제 2-2 LED 패키지(도 2의 143b)가 동시에 점등되어 도광판(200)의 양측면으로 빛을 입사시키면, 제 1-2 LED 패키지(도 2의 미도시)와 제 2-2 LED 패키지(도 2의 143b)로부터 발광되는 빛은 도광판(200)의 제 2 영역(D-2)으로만 입사되어, 도광판(200)의 제 1 영역(D-1)으로 입사된 빛과 제 2 영역(D-2)으로 입사된 빛은 서로 중첩되지 않는다.
이렇듯, 다수의 영역(D-1, D-2, D-3)으로 분할 정의된 도광판(200)의 하부면(201d)에는 도광판(200)의 양측면의 제 1 및 제 2 입광면(201e, 201f)을 통해 도광판(200) 내부로 입사된 빛을 액정패널(도 2의 110) 방향으로 입사시키기 위한 특정 모양의 패턴(220)이 형성된다.
여기서, 패턴(220)은 도광판(200) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴(200)은 도 광판(200)의 하부면(201d)에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성된다.
이렇게 LED 패키지(도 2의 133a, 미도시, 143a, 143b, 143c)를 통해 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동을 수행하여 LED 패키지(도 2의 133a, 미도시, 143a, 143b, 143c) 별로 발광된 빛만이 도광판(200)을 통해 액정패널(110)의 특정영역에 빛을 공급할 수 있다.
이로 인하여, 액정패널(110)의 구현되는 영상에 밝은 영상을 더 밝게 해주거나 어두운 영상을 더 어둡게 해줌으로써 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킬 수 있어, 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
특히, LED 패키지(도 2의 133a, 미도시, 143a, 143b, 143c)를 통해 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동 시, 분할된 LED 패키지(도 2의 133a, 미도시, 143a, 143b, 143c) 별로 도광판(200) 내부로 입사된 빛이 도광판(200) 내부에서 서로 중첩되지 않도록 함으로써, 보다 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
도 4a ~ 4b는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도시한 바와 같이, 하부면(도 3의 201d)의 홈(210)을 통해 제 1 내지 제 3 영역(D-1, D-2, D-3)으로 나뉘어 정의된 도광판(200)과 도광판(200)의 양측 입광면(도 3의 201a, 201b)에 대면되도록 다수의 LED(131, 141)가 실장된 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)가 구비된다.
이때, 제 1 LED 어셈블리(130)의 다수의 LED(131)는 제 1-1 내지 제 1-3 LED 패키지(133a, 133b, 133c)로 나뉘어 정의되며, 제 2 LED 어셈블리(140)의 다수의 LED(141)는 제 2-1 내지 제 2-3 LED 패키지(143a, 143b, 143c)로 나뉘어 정의되어 있어, 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)의 서로 대면되는 LED 패키지(133a, 133b, 133c, 143a, 143b, 143c) 별로 분할 구동하여 도광판(200)의 양측면으로 빛이 입사되도록 한다.
따라서, 본 발명은 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동함으로써, 밝은 영상을 더 밝게 해주거나 어두운 영상을 더 어둡게 해줌으로써 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킬 수 있어, 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
즉, 도 4a에 도시한 바와 같이 도광판(200)의 제 1 및 제 3 영역(D-1, D-3)에 대응하는 액정패널(도 2의 110)에 구현되는 영상을 더 밝게 해주기 위해서, 제 1 LED 어셈블리(130)의 제 1-1 LED 패키지(133a)와 제 1-3 LED 패키지(133c) 그리고 제 2 LED 어셈블리(140)의 제 2-1 LED 패키지(143a)와 제 2-3 LED 패키지(143c)를 동시에 점등하여 도광판(200) 내부로 입사시키며, 이때, 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)의 제 1-2 LED 패키지(133b)와 제 2-2 패키지(143b)는 소등하여 도광판(200) 내부로 빛이 입사되지 않도록 한다.
이를 통해, 도광판(200)의 제 1 및 제 3 영역(D-1, D-3)에 대응하는 액정패널(도 2의 110)에서 구현되는 영상은 밝게 표현되고, 도광판(200)의 제 2 영역(D-2)에 대응하는 액정패널(도 2의 110)에서 구현되는 영상은 도광판(200)의 제 1 및 제 3 영역(D-1, D-3)에 대응하는 액정패널(도 2의 110)에서 구현되는 영상에 비해 어둡게 표현됨으로써, 영상의 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다.
또는 도 4b에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)의 제 1-2 LED 패키지(133b)와 제 2-2 패키지(143b)만을 점등하여 도광판(200) 내부로 빛이 입사되도록 함으로써, 도광판(200)의 제 2 영역(D-2)에 대응하는 액정패널(도 2의 110)에서 구현되는 영상은 밝게 표현되고, 도광판(200)의 제 1 및 제 3 영역(D-1, D-3)에 대응하는 액정패널(도 2의 110)에서 구현되는 영상은 도광판(200)의 제 2 영역(D-2)에 대응하는 액정패널(도 2의 110)에서 구현되는 영상에 비해 어둡게 표현됨으로써, 영상의 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다.
이를 통해 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
특히, 분할된 LED 패키지(133a, 133b, 133c, 143a, 143b, 143c) 별로 도광판(200) 내부로 입사된 빛이 도광판(200) 내부에서 서로 중첩되지 않도록 함으로써, 보다 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
첨부한 도 5a ~ 5b는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동 시의 모습을 나타낸 사진으로, 도 5a의 도광판은 일반적인 도광판이며, 도 5b의 도광판은 본 발명의 실시예에 따라 하부면에 홈을 형성하여 도광판의 내부영역을 나뉘어 정의하였다.
여기서, 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(130, 140)의 각 제 1-2 LED 패키지(133b)와 제 2-2 LED 패키지(143b)를 점등시켜, 도광판(200)의 제 2 영역(D-2)에 빛을 입사시킨 모습을 나타내었다.
이때, 첨부한 도 5a에 도시한 바와 같이, 일반적인 도광판(200)을 적용한 경우 도광판(200)의 제 2 영역(D-2)에 입사된 빛이 도광판(200)의 제 1 및 제 3 영역(D-1, D-3)으로 확산된 모습을 확인할 수 있다.
이에, 도광판(200)의 제 2 영역(D-2)에 해당하는 밝은 영상만을 더욱 밝게 해줄 수 없어, 생동감 있는 영상을 구현할 수 없다.
그러나, 도 5b에 도시한 바와 같이, 도광판(200)의 하부면(도 3의 201d)에 홈(210)을 형성하여 도광판(200)의 내부영역을 나뉘어 정의할 경우 도광판(200)의 제 2 영역(D-2)에 입사된 빛은 도광판(200)의 제 1 및 제 3 영역(D-1, D-3)으로 확산되지 않는 모습을 확인할 수 있다.
이에, 도광판(200)의 제 2 영역(D-2)에 해당하는 밝은 영상만을 더욱 밝게 해주고 어두운 영상을 더 어둡게 해줌으로써 콘트라스트비를 향상시킬 수 있어, 보다 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
도 6a ~ 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, 도광판(200)은 광을 투과시킬 수 있는 투과성 재료중의 하나인 아크릴계 투명수지인 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA)같은 플라스틱(plastic) 물질 또는 폴리카보네이트(polycarbonate : PC)계열에 의해 평면형태(flat type)로 제작된다. 여기서, PMMA는 아크릴수지로써 투명성, 내후성, 착색성이 우수하여 광이 투과할 때 광의 확산을 유도한다.
이러한 도광판(200)은 제 1 LED 어셈블리(도 4a의 130)와 대응되는 제 1 입광면(201e)과 이에 대응되는 반대측의 제 2 LED 어셈블리(도 4a의 140)와 대응되는 제 2 입광면(201f) 그리고 제 1 및 제 2 입광면(201e, 201f)을 연결하며 빛이 출사되는 상부면(201c) 및 반사판(도 2의 122)과 대면된 하부면(201d) 그리고 서로 마 주보는 양 측면(201a, 201b)으로 이루어진다.
특히, 본 발명의 도광판(200)은 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(도 4a의 130, 140)에 실장된 다수의 LED 패키지(도 4a의 133a, 133b, 133c, 143a, 143b, 143c) 별로 분할 구동 시 도광판(200) 내부로 입사된 빛이 도광판(200) 내부에서 서로 중첩되지 않도록 하기 위하여, 도광판(200)의 하부면(201d)에 도광판(200)의 내부영역을 나뉘어 정의하도록 홈(210)이 형성된다.
홈(210)은 도광판(200)의 하부면(201d)으로부터 상부면(201c)을 향하는 V컷(v-cut) 형태로 도광판(200)의 제 1 입광면(201e)에서부터 제 2 입광면(201f)을 향해 도광판(200)의 하부면(201d)을 가로지르도록 형성한다.
한편, 홈(210)의 높이는 도광판(200) 두께의 2/3 이하인 것이 바람직하다.
따라서, 도광판(200)은 홈(210)을 통해 다수의 영역(D-1, D-2, D-3)으로 분할 정의되는데, 이때, 도광판(200)의 분할되는 영역(D-1, D-2, D-3)은 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(도 4a의 130, 140)의 LED 패키지(도 4a의 133a, 133b, 133c, 143a, 143b, 143c)에 각각 대응하여 정의하는 것이 바람직하다.
이렇듯 다수의 영역(D-1, D-2, D-3)으로 분할 정의된 도광판(200)의 하부면(201d)에는 도광판(200)의 양측면의 제 1 및 제 2 입광면(201a, 201b)을 통해 도광판(200) 내부로 입사된 빛을 액정패널(도 2의 110) 방향으로 입사시키기 위한 특정 모양의 패턴(220)이 형성된다.
여기서, 패턴(220)은 도광판(200) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴(220)은 도광판(200)의 하부면(201d)에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성한다.
이때, 도 6a에 도시한 바와 같이 본 발명의 도광판(200)의 하부면(201d)에 형성되는 패턴(220)은 도광판(200) 내부로 입사된 빛의 반사경로를 제어하여 휘도 균일성을 향상시키기 위해 홈(210)을 포함하는 도광판(200)의 하부면 전면에 형성할 수 있다.
또는 도 6b에 도시한 바와 같이 본 발명의 도광판(200)의 하부면(201d)에 형성되는 패턴(220)은 제 1 및 제 2 LED 어셈블리(도 4a의 130, 140)에 근접할수록 단위 면적당 저밀도로 형성하고 멀어질수록 고밀도로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 도광판(200)은 도광판(200)에 정의된 제 1 내지 제 3 영역(D-1, D-2, D-3)에 상관없이 도광판(200)의 중심부를 향할수록 패턴(220)을 조밀하게 형성하는 것이다.
또는, 도 6c에 도시한 바와 같이, 본 발명의 도광판(200)의 하부면(201d)에 형성되는 패턴(220)은 도광판(200)의 정의된 제 1 내지 제 3 영역(D-1, D-2, D-3) 별로 나뉘어 형성할 수 있는데, 이 역시 영역(D-1, D-2, D-3)의 중심부를 향할수록 패턴(220)을 조밀하게 형성하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 경량박형의 에지형 백라이트 유닛을 사용함에도 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동할 수 있게 되고, 이에 따라 밝은 영상을 더 밝게 해주거나 어두운 영상을 더 어둡게 해줌으로써 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킬 수 있다.
따라서, 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
특히, LED 패키지(도 4b의 133a, 133b, 133c, 143a, 143b, 143c)를 통해 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동 시, 분할된 LED 패키지(도 4b의 133a, 133b, 133c, 143a, 143b, 143c) 별로 도광판(200) 내부로 입사된 빛이 도광판(200) 내부에서 서로 확산되지 않도록 함으로써, 보다 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.
또한, 영상에 부합하도록 밝기를 조절할 수 있게 되는데, 어두운 밝기를 갖는 영상을 어두운 밝기의 빛을 갖도록 함으로써, 백라이트 유닛(120)의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
그리고, 램프 무라(mura) 현상을 방지할 수 있어, 휘도가 균일하고 표시품질이 향상된 액정표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
도 1은 일반적인 직하형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치에 대한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도광판을 개략적으로 도시한 사시도.
도 4a ~ 4b는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동을 설명하기 위한 도면.
도 5a ~ 5b는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 스캐닝 블록 분할 구동 시의 모습을 나타낸 사진.
도 6a ~ 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판을 개략적으로 도시한 사시도.

Claims (9)

  1. 반사판과;
    상기 반사판 상부에 안착되며, 다수의 영역과 상기 다수의 영역 사이의 하부면에 홈(groove)을 포함하는 도광판과;
    상기 도광판 입광면을 따라 다수의 LED가 배열되며, 상기 다수의 영역을 분할 구동하는 LED 어셈블리와;
    상기 도광판 상에 안착되는 다수의 광학시트
    를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판은 빛이 입사되는 입광면과 빛이 출사되는 상부면 및 상기 반사판과 대면된 하부면 그리고 서로 마주보는 양 측면으로 구비된 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 하부면으로부터 상기 상부면을 향하는 V컷(v-cut) 형태로 상기 도광판의 하부면을 가로지르도록 형성되는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 어셈블리는 다수의 LED와 상기 LED가 실장되는 PCB를 포함하며,
    상기 LED 어셈블리는 상기 다수의 영역에 각각 대응되는 다수의 LED 패키지를 갖고,
    상기 LED 패키지는 적어도 하나의 LED를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 PCB는 FPCB(flexible printed circuit board) 또는 MPCB(Metal Printed Circuit Board)인 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 하부면에는 중심부를 향할수록 조밀해지는 패턴이 형성된 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 하부면에는 상기 다수의 영역별로 중심부를 향할수록 조밀해지는 패턴이 형성된 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 패턴은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 또는 프리즘패턴(prism pattern), 렌티큘러패턴(lenticular pattern) 형태 중 선택된 하나인 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 광학시트는 확산시트와 집광시트인 액정표시장치용 백라이트 유닛.
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