KR100665179B1 - Ｌｅｄ를 이용한 면광원 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트유닛 - Google Patents

Ｌｅｄ를 이용한 면광원 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR100665179B1
KR100665179B1 KR1020050045794A KR20050045794A KR100665179B1 KR 100665179 B1 KR100665179 B1 KR 100665179B1 KR 1020050045794 A KR1020050045794 A KR 1020050045794A KR 20050045794 A KR20050045794 A KR 20050045794A KR 100665179 B1 KR100665179 B1 KR 100665179B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
green
led
red
blue
light source
Prior art date
Application number
KR1020050045794A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060124057A (ko
Inventor
이상윤
권재욱
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020050045794A priority Critical patent/KR100665179B1/ko
Publication of KR20060124057A publication Critical patent/KR20060124057A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100665179B1 publication Critical patent/KR100665179B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members

Abstract

본 발명은 LED를 이용한 면광원 및 이를 구비한 LCD 백라이트 유닛에 관한 것이다. 본 발명은, 복수개의 적색, 녹색 및 청색 LED를 복수개의 행과 열을 갖는 매트릭스 구조로 배치한 면광원에 있어서, 상기 복수개의 LED를 적색, 청색, 녹색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 제1 LED 배열; 및 상기 복수개의 LED를 청색, 적색, 녹색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 제2 LED 배열을 포함하며, 상기 매트릭스 구조는, 상기 매트릭스 구조의 각 열에 하나의 적색 LED, 하나의 청색 LED 및 두 개의 녹색 LED로 이루어진 임의의 LED 배열이 그 배열의 순서대로 반복적으로 배치되도록, 상기 제1 LED 배열 및 제2 LED 배열을 각각 하나의 행으로 복수개 배치한 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 면광원을 제공한다.
면광원, LED, LCD 백라이트 유닛, 매트릭스

Description

ＬＥＤ를 이용한 면광원 및 이를 구비하는 ＬＣＤ 백라이트 유닛{PLANE LIGHT SOURCE USING LIGHT EMITTING DIODE AND LCD BACKLIGHT UNIT COMPRISING THE SAME}
도 1의 (a)는 종래의 면광원에 사용된 LED 매트릭스의 배치를 도시한 개략도, (b)는 (a)에 도시된 LED 매트릭스를 채용한 면광원의 LED 배치를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 면광원을 구성하는 제1 및 제2 LED 배열을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 면광원의 LED 배치를 도시한 개략도.
도 4은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 배치를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 배치를 도시한 개략도.
도 6의 (a)는 본 발명의 일실시형태에 따른 면광원의 색온도 측정 실험에서 측정 지점을 도시한 개념도, (b)는 각 측정 지점의 색온도 측정 결과를 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 따른 LCD 백라이트 유닛을 도시한 분해 측면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20a : 제1 LED 배열 20b : 제2 LED 배열
31, 32, 33, 34, 41, 42, 43, 44, 51, 52, 53, 54 : 에지부
71 : 면광원 72 : 확산시트
73 : 집광시트 74 : 보호시트
75 : LCD 패널
본 발명은 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED, 이하, LED라 함)를 이용한 면광원 및 이를 구비한 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD, 이하, LCD라 함) 백라이트 유닛(backlight unit)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 LED를 적절하게 배치함으로써 에지부에서 보다 균일한 백색광을 생성할 수 있는 면광원 및 이를 구비한 LCD 백라이트 유닛에 관한 것이다.
종래의 LCD의 백라이트의 광원으로 사용된 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL, 이하 CCFL이라 함)은 수은 가스를 사용하므로 환경 오염을 유발할 수 있고, 응답속도가 느리며, 색재현성이 낮을 뿐만 아니라 LCD 패널의 경박단소화에 적절하지 못한 단점을 가졌다.
이에 비해 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED, 이하 LED라 함)는 친환경적이며, 응답속도가 수 나노 초로 고속 응답이 가능하여 비디오 신호 스트림에 효과적이고, 임펄시브(Impulsive) 구동이 가능하며, 색재현성이 100% 이상이고 적색, 녹색, 청색 LED의 광량을 조정하여 휘도, 색온도 등을 임의로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, LCD 패널의 경박단소화에 적합한 장점들을 가지므로, 최근 LCD 패널 등의 백라이트용 광원으로 적극적으로 채용되고 있는 실정이다.
일반적으로 LED를 채용한 LCD 백라이트는, 광원의 위치에 따라 에지형 백라이트와 직하형 백라이트로 구분할 수 있다. 에지형 백라이트는 가로 길이가 긴 바형태의 광원이 측면에 위치하여 도광판을 이용하여 LCD 패널의 전면으로 빛을 조사하는 방식을 채택한 것이며, 직하형은 LCD 패널의 하부에 위치하며 LCD 패널과 거의 동일한 면적을 갖는 면광원으로부터 직접 LCD 패널의 전면으로 빛을 조사하는 방식을 채택한 것이다.
종래의 직하형 LCD 패널에 사용되는 면광원은 적색, 녹색, 청색의 광을 혼합하여 백색 광을 생성하기 위해, 도 1의 (a)에 도시한 것과 같이, 일 대각선 방향으로 적색 및 청색 LED가 배치되고, 타 대각선 방향으로 두 개의 녹색 LED가 배치된 2×2 LED 매트릭스를 종횡으로 복수개 배열한 면광원을 채용하였다. 첨부된 도면에서 부호 'R'은 적색 광을 방출하는 적색 LED를 나타내고, 부호 'G'는 녹색 광을 방출하는 녹색 LED를 나타내며, 부호 'B'는 청색 광을 방출하는 청색 LED를 나타낸 다. 일반적으로 백색 광을 생성하기 위해서 두 개의 녹색 LED와 하나의 적색 LED 및 청색 LED가 채용된다.
도 1의 (a)에 도시된 LED 매트릭스를 종횡으로 복수개 배열한 면광원의 LED 배치가 도 1의 (b)에 도시된다. 도 1의 (b)에 도시된 것과 같은 LED 배치에서 면광원의 중심부에서는 비교적 적색, 녹색, 청색 광의 혼합이 원활하게 이루어져 균일한 백색광을 생성할 수 있으나, 광원의 에지부(11, 12)에서는 청색 또는 적색 LED가 배치되지 못하는 구조를 가지므로, 적색 또는 청색을 띄는 광이 방출된다. 도 1의 (b)에서, 도면 부호 '11'으로 표시한 에지부에서는 적색 LED(R)와 녹색 LED(G)만 번갈아 배치되고 청색 LED(B)가 배치되지 못하므로 적색을 띄는(reddish) 광을 방출하게 되고, 도면 부호 '12'로 표시한 에지부에서는 청색 LED(B)와 녹색 LED(G)만 번갈아 배치되고 적색 LED(R)가 배치되지 못하므로 청색을 띄는(bluish) 광을 방출하게 된다.
즉, 종래의 LED 배치를 채용한 면광원은 그 에지부에서 균일한 백색광을 방출하지 못하는 문제점을 갖는다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 LED를 적절한 매트릭스 구조로 배치함으로써 에지부에서 균일한 백색광을 생성할 수 있는 면광원을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 면광원을 구비한 LCD용 백라이트 유닛을 제공 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 발명은,
복수개의 적색, 녹색 및 청색 LED를 복수개의 행과 열을 갖는 매트릭스 구조로 배치한 면광원에 있어서,
상기 복수개의 LED를 적색, 청색, 녹색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 제1 LED 배열; 및
상기 복수개의 LED를 청색, 적색, 녹색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 제2 LED 배열을 포함하며,
상기 매트릭스 구조는, 상기 매트릭스 구조의 각 열에 하나의 적색 LED, 하나의 청색 LED 및 두 개의 녹색 LED로 이루어진 임의의 LED 배열이 그 배열의 순서대로 반복적으로 배치되도록, 상기 제1 LED 배열 및 제2 LED 배열을 각각 하나의 행으로 복수개 배치한 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 면광원을 제공한다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 매트릭스 구조는, 임의의 열에 상기 복수개의 LED가 적색, 녹색, 청색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치되도록, 상기 제1 LED 배열, 제1 LED 배열, 제2 LED 배열, 제2 LED 배열의 순서대로 반복 배치된 행을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 매트릭스 구조는, 일 열에 상기 복수개 의 LED가 적색, 녹색, 녹색, 청색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치되고, 상기 일 열에 이웃한 열에 상기 복수개의 LED가 청색, 녹색, 녹색, 적색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치되도록, 상기 제1 LED 배열, 제2 LED 배열이 하나씩 순서대로 반복된 구조의 행을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 상기 매트릭스 구조는, 상기 복수개의 LED가 적색, 녹색, 녹색, 청색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치된 인접한 두 개의 열과, 상기 복수개의 LED가 청색, 녹색, 녹색, 적색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치된 인접한 두 개의 열이 반복하여 배치되도록, 상기 제1 LED 배열, 제1 LED 배열, 제2 LED 배열, 제2 LED 배열의 순서대로 반복된 구조의 행을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 발명은,
LCD 패널의 후면에 부착된 LCD 백라이트 유닛에 있어서,
전술한 본 발명에 따른 면광원;
상기 면광원의 LCD 패널 측에 구비되고, 상기 면광원으로부터 입사된 광을 균일하게 확산시키는 확산시트; 및
상기 확산시트의 LCD 패널 측에 구비되고, 상기 확산시트로부터 확산된 광을 상기 LCD 패널 평면에 수직한 방향으로 집광하는 적어도 하나의 집광시트를 포함하는 LCD 백라이트 유닛을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 면광원을 구성하는 제1 및 제2 LED 배열을 도시한 개략도이다. 본 발명에 따른 면광원은 도 2에 도시된 것과 같은 복수개의 제1 LED 배열(20a) 및 복수개의 제2 LED 배열(20b) 각각으로 이루어진 행(行, colume)을 갖는 매트릭스 구조로 이루어진다. 즉, 각 LED 배열(20a, 20b)은 상기 매트릭스 구조의 한 행을 구성한다. 이하의 설명에서 참조되는 도면(도 2 내지 도 5)에서, 부호 'R'은 적색 광을 방출하는 적색 LED를 나타내고, 부호 'G'는 녹색 광을 방출하는 녹색 LED를 나타내며, 부호 'B'는 청색 광을 방출하는 청색 LED를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서, '적색 LED'라는 용어는 적색 광을 방출하는 LED, '녹색 LED'라는 용어는 녹색 광을 방출하는 LED, '청색 LED'라는 용어는 청색 광을 방출하는 LED를 의미한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 LED 배열(20a)은, 복수개의 적색, 녹색 및 청 색 LED를 적색, 청색, 녹색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 것이다. 즉, 상기 제1 LED 배열(20a)을 구성하는 각 LED의 색 배치는 '…-녹-적-청-녹-녹-적-청-녹-녹-적-청-녹-…'이 된다.
또한, 제2 LED 배열(20b)은, 복수개의 적색, 녹색 및 청색 LED를 청색, 적색, 녹색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 것이다. 즉, 상기 제2 LED 배열(20b)을 구성하는 각 LED의 색 배치는 '…-녹-청-적-녹-녹-청-적-녹-녹-청-적-녹-…'이 된다.
상기 각 LED 배열(20a, 20b)은 상기 매트릭스 구조의 행이 되고, 각 행으로 인해 형성되는 열(列, row)의 배치를 조정함으로써 면광원의 에지부에서 균일한 백색광을 생성할 수 있게 된다. 본 발명에 따른 면광원은, 상기 매트릭스 구조의 각 열이, 하나의 적색 LED, 하나의 청색 LED 및 두 개의 녹색 LED로 이루어진 임의의 LED 배열이 그 배열의 순서대로 반복적으로 배치되도록, 상기 매트릭스 구조의 각 행을 구성하는 상기 제1 LED 배열(20a) 및 제2 LED 배열(20b)을 적절하게 복수개 배치한다.
이와 같은 매트릭스 구조의 LED 배치를 갖는 면광원의 다양한 실시형태를 도 3 내지 도 5를 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 면광원의 LED 배치를 도시한 개략도이다. 도 3에 도시된 본 발명의 일실시형태에 따른 면광원이 갖는 매트릭스 구조는, 임의의 열에 상기 복수개의 LED가 적색, 녹색, 청색, 녹색의 순서대로 반복하여 일 렬로 배치되도록, 상기 제1 LED 배열(20a), 제1 LED 배열(20a), 제2 LED 배열(20b), 제2 LED 배열(20b)의 순서대로 반복된 구조의 행을 갖는다. 즉, 도 3에 도시된 본 발명의 일실시형태는, 상기 제1 LED 배열(20a) 및 제2 LED 배열(20b)이 두 개씩 반복되어 이루어진 행과, 적색, 녹색, 청색, 녹색 LED가 순서대로 반복하여 배치된 복수개의 열로 이루어진 매트릭스 구조의 LED 배치를 갖는 면광원이다.
이와 같은, 매트릭스 구조의 면광원에서, 행으로 이루어진 에지부(32, 34)는 제1 LED 배열(20a) 또는 제2 LED 배열(20b)와 동일하므로, 적색 LED 및 청색 LED 하나와 녹색 LED 두 개가 반복하여 배치된 구조를 가지므로 청색 또는 적색에 치우치지 않은 균일한 백색광을 방출할 수 있다. 또한, 열으로 이루어진 에지부(31, 33)에서도, '녹색-청색-녹색-적색'의 LED가 순서대로 반복하여 배치되므로 청색 또는 적색에 치우치지 않은 균일한 백색광을 방출할 수 있다. 또한, 매트릭스 구조의 중심부에서 임의의 2×2로 이루어진 LED 셀을 선택하면, 이 LED 셀은 항상 하나의 적색 LED와, 하나의 청색 LED와, 두 개의 녹색 LED로 구성되므로, 면광원의 중심부에서도 균일한 백색광을 방출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 면광원의 LED 배치를 도시한 개략도이다. 도 4에 도시된 실시형태에 따른 면광원이 갖는 매트릭스 구조는, 일 열에 상기 복수개의 LED가 적색, 녹색, 녹색, 청색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치되고, 상기 일 열에 이웃한 열에 상기 복수개의 LED가 청색, 녹색, 녹색, 적색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치되도록, 상기 제1 LED 배열, 제2 LED 배열이 하나씩 순서 대로 반복된 구조의 행을 갖는다. 즉, 도 4에 도시된 본 발명의 실시형태는, 상기 제1 LED 배열(20a) 및 제2 LED 배열(20b)이 하나씩 반복되어 이루어진 행과, 적색, 녹색, 녹색, 청색 LED가 순서대로 반복하여 배치된 일 열과, 청색, 녹색, 녹색, 적색 LED가 순서대로 반복하여 배치된 상기 일 열에 이웃한 열로 이루어진 매트릭스 구조의 LED 배치를 갖는 면광원이다.
이와 같은, 매트릭스 구조의 면광원에서, 상기 도 3에 도시된 매트릭스 구조와 마찬가지로, 행으로 이루어진 에지부(42, 44)는 제1 LED 배열(20a) 또는 제2 LED 배열(20b)와 동일하므로, 적색 LED 및 청색 LED 하나와 녹색 LED 두 개가 반복하여 배치된 구조를 가지므로 청색 또는 적색에 치우치지 않은 균일한 백색광을 방출할 수 있다. 또한, 열으로 이루어진 에지부(41, 43)에서도, '적색-녹색-녹색-청색' 또는 '청색-녹색-녹색-적색'의 LED가 순서대로 반복하여 배치되므로 청색 또는 적색에 치우치지 않은 균일한 백색광을 방출할 수 있다. 또한, 매트릭스 구조의 중심부에서 임의의 4×4로 이루어진 LED 셀을 선택하면, 이 LED 셀은 항상 네 개의 적색 LED와, 네 개의 청색 LED와, 여덟 개의 녹색 LED로 구성되므로, 면광원의 중심부에서도 균일한 백색광을 방출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 면광원의 LED 배치를 도시한 개략도이다. 도 5에 도시된 실시형태에 따른 면광원이 갖는 매트릭스 구조는, 상기 복수개의 LED가 적색, 녹색, 녹색, 청색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치된 인접한 두 개의 열과, 상기 복수개의 LED가 청색, 녹색, 녹색, 적색의 순서대로 반복하 여 일렬로 배치된 인접한 두 개의 열이 반복하여 배치되도록, 상기 제1 LED 배열(20a), 제1 LED 배열(20a), 제2 LED 배열(20b), 제2 LED 배열(20b)의 순서대로 반복된 구조의 행을 갖는다. 즉, 도 5에 도시된 본 발명의 실시형태는, 상기 제1 LED 배열(20a) 및 제2 LED 배열(20b)이 두 개씩 반복되어 이루어진 행과, 적색, 녹색, 녹색, 청색 LED가 순서대로 반복하여 배치된 두 개의 열과, 청색, 녹색, 녹색, 적색 LED가 순서대로 반복하여 배치된 두 개의 열이 반복하여 배치된 열로 이루어진 매트릭스 구조의 LED 배치를 갖는 면광원이다.
이와 같은, 매트릭스 구조의 면광원에서, 상기 도 3 및 도 4에 도시된 매트릭스 구조와 마찬가지로, 행으로 이루어진 에지부(52, 54)는 제1 LED 배열(20a) 또는 제2 LED 배열(20b)와 동일하므로, 적색 LED 및 청색 LED 하나와 녹색 LED 두 개가 반복하여 배치된 구조를 가지므로 청색 또는 적색에 치우치지 않은 균일한 백색광을 방출할 수 있다. 또한, 열으로 이루어진 에지부(51, 53)에서도, '적색-녹색-녹색-청색' 또는 '청색-녹색-녹색-적색'의 LED가 순서대로 반복하여 배치되므로 청색 또는 적색에 치우치지 않은 균일한 백색광을 방출할 수 있다. 또한, 매트릭스 구조의 중심부에서 임의의 4×4로 이루어진 LED 셀을 선택하면, 이 LED 셀은 항상 네 개의 적색 LED와, 네 개의 청색 LED와, 여덟 개의 녹색 LED로 구성되므로, 면광원의 중심부에서도 균일한 백색광을 방출할 수 있다.
도 6의 (a)는 본 발명의 일실시형태에 따른 면광원의 색온도 측정 실험에서 측정 지점을 도시한 개념도이고, 도 6의 (b)는 각 측정 지점의 색온도 측정 결과를 도시한 그래프이다.
본 발명자는 도 1의 (b)에 도시된 것과 같은 종래의 면광원과, 도 5에 도시된 것과 같은 본 발명의 실시형태에 따른 면광원 상의 복수개의 지점에서 색온도를 측정하였다. 광원으로부터 방출되는 광의 색온도는 청색을 띌 수록 낮아지고, 적색을 띌 수록 높아진다. 따라서, 면광원의 중심부에서는 적색, 녹색, 청색의 광이 잘 혼합된 균일한 백색광이 방출되므로, 에지부와 중심부에서 색온도차가 적을 수록 에지부의 색혼합이 잘 이루어져 청색 또는 적색을 띄지 않는다고 판단할 수 있다. 본 발명자는 도 6의 (a)에 도시된 것과 같이, 종래의 면광원과 본 발명에 따른 면광원을 종횡으로 각각 6등분하고, 각각의 1/6, 3/6, 5/6 등분선이 만나는 지점에서 방출되는 광의 색온도를 측정하였다.
그 결과는 도 6의 (b)에 도시된 것과 같이, 종래의 면광원은 면광원의 하부 에지부에 해당하는 측정 지점(P7 내지 P9)에서 다른 측정지점과 큰 차이의 색온도를 나타내었다. 구체적으로, 가장 낮은 색온도를 나타낸 지점과 가장 높은 색온도를 나타낸 지점의 비교하였을 때 약 36%의 균일도를 나타내었다.
이에 비해, 본 발명에 따른 면광원은 전 측정 지점(P1 내지 P9)에서 거의 일정한 색온도를 나타내었다. 구체적으로, 가장 낮은 색온도를 나타낸 지점과 가장 높은 색온도를 나타낸 지점의 비교하였을 때 약 81%의 균일도를 나타내었다.
이와 같이, 본 발명에 따른 LED를 이용한 면광원은 색온도를 비교하였을 때, 종래의 면광원에 비해 월등한 균일도의 향상을 가져옴을 알 수 있다.
이상에서 설명한 면광원은 LCD에서 LCD 패널의 후면광을 조사하는 LCD 백라이트 유닛에 채용될 수 있다. 도 7은 본 발명의 일실시형태에 따른 LCD 백라이트 유닛을 도시한 분해 측면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, LCD 패널의 후면에 부착된 본 발명에 따른 LCD 백라이트 유닛은, 전술한 본 발명에 따른 면광원(71); 상기 면광원(71)의 LCD 패널(75) 측에 구비되고, 상기 면광원으로부터 입사된 광을 균일하게 확산시키는 확산시트(72); 및 상기 확산시트(72)의 LCD 패널(75) 측에 구비되고, 상기 확산시트(72)로부터 확산된 광을 상기 LCD 패널(75) 평면에 수직한 방향으로 집광하는 적어도 하나의 집광시트(73)를 포함하여 구성된다. 더하여, 본 발명에 따른 LCD 백라이트 유닛은 상기 집광시트(73) 상에 배치되며 하부의 광학구조물을 보호하기 위한 보호시트(74)를 더 포함할 수 있다.
상기 면광원은, 기판(711)과, 상기 기판(711) 상에 전술한 본 발명에 따른 매트릭스 구조로 배치된 복수개의 LED(712)를 포함한다. 더하여, 상기 기판(711) 상면의 가장자리에서 상기 매트릭스 구조로 배치된 LED(712)를 둘러싸도록 형성되며, 상기 LED(712)가 배치된 방향으로 경사면을 갖는 측벽(714)과, 상기 기판(711)의 상면에 형성되어 LED(712)에서 방출된 빛을 상부로 반사하는 반사층(713)을 더 구비할 수 있다. 측방향으로 방출되는 빛을 상부로 방출할 수 있도록 상기 측벽(714)의 경사면(715)에도 반사물질이 도포되는 것이 바람직하다.
상기 면광원(71)의 상부에 위치한 상기 확산시트(72)는 상기 면광원(71)으로부터 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다. 또 한, 상기 확산시트(71)는 상기 제1 집광시트(73a) 쪽으로 진행하는 광의 방향을 조정하여 상기 제1 집광시트(73a)에 대한 경사각을 줄이는 역할도 함께 수행한다.
상기 제1 집광시트(73a)와 제2 집광시트(73b)는 각각 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 상기 제1 집광시트(73a)의 프리즘 배열과 상기 제2 집광시트(73b)의 프리즘 배열은 서로 소정의 각도(예를 들어, 90°)로 엇갈리도록 배치된다. 상기 제1 및 제2 집광시트(73a, 73b)는 각각 상기 확산시트(72)로부터 확산된 광을 상기 LCD 패널(75) 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행하며, 이에 따라 제1 및 제2 집광시트(73a, 73b)를 통과한 광의 보호시트(74)에 대한 수직 입사성이 거의 완벽하게 얻어진다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 집광시트(73a, 73b)를 통과하는 광은 거의 대부분 수직으로 진행하게 되어 상기 보호시트(74) 상의 휘도분포는 균일하게 얻어진다. 도 7에는 두 개의 집광시트를 사용하는 일례를 도시하였으나, 경우에 따라 하나의 집광시트만을 사용하는 경우도 있다.
상기 제2 집광시트(73b)의 상부에 형성되는 보호시트(74)는 상기 제2 집광시트(73b)의 표면을 보호하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 광의 분포를 균일하게 하기 위하여 광을 확산시키는 역할을 수행한다. LCD 패널(75)은 상기 보호시트(76) 상에 설치된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 LCD 백라이트 유닛은 본 발명에 따른 면광원(71)이 LCD 패널의 후면 전체를 직접 조명하는 직하형인데다, 본 발명에 따른 면광원 (71)은 에지부에서도 균일한 백색광을 방출할 수 있는 매트릭스 구조의 LED 배치를 가지므로, 종래의 측면 광원을 이용한 에지형 LCD에 비해 도광판 등의 구조물을 절감할 수 있으므로 경량화, 슬림화에 적절하며, LCD 패널의 전면에 균일한 광을 방출할 수 있음으로써 에지부까지 선명한 영상을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 면광원은, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 LED를 적절한 매트릭스 구조로 배치함으로써, 면광원의 에지부에서도 중심부와 거의 색온도의 차이가 없는 균일한 백색광을 생성할 수 있는 효과가 있다.
더하여, 본 발명에 따른 LCD 백라이트 유닛은, LCD 패널의 전면에 균일한 백색광을 제공함으로써 LCD에서 보다 선명한 영상을 제공할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 복수개의 적색, 녹색 및 청색 LED를 복수개의 행과 열을 갖는 매트릭스 구조로 배치한 면광원에 있어서,
    상기 복수개의 LED를 적색, 청색, 녹색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 제1 LED 배열; 및
    상기 복수개의 LED를 청색, 적색, 녹색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 제2 LED 배열을 포함하며,
    상기 매트릭스 구조는, 상기 매트릭스 구조의 각 열에 하나의 적색 LED, 하나의 청색 LED 및 두 개의 녹색 LED로 이루어진 임의의 LED 배열이 그 배열의 순서대로 반복적으로 배치되도록, 상기 제1 LED 배열 및 제2 LED 배열을 각각 하나의 행으로 복수개 배치한 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 면광원.
  2. 제1항에 있어서, 상기 매트릭스 구조는,
    임의의 열에 상기 복수개의 LED가 적색, 녹색, 청색, 녹색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치되도록, 상기 제1 LED 배열, 제1 LED 배열, 제2 LED 배열, 제2 LED 배열의 순서대로 반복 배치된 행을 갖는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 면광원.
  3. 제1항에 있어서, 상기 매트릭스 구조는,
    일 열에 상기 복수개의 LED가 적색, 녹색, 녹색, 청색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치되고, 상기 일 열에 이웃한 열에 상기 복수개의 LED가 청색, 녹색, 녹색, 적색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치되도록, 상기 제1 LED 배열, 제2 LED 배열이 하나씩 순서대로 반복된 구조의 행을 갖는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 면광원.
  4. 제1항에 있어서, 상기 매트릭스 구조는,
    상기 복수개의 LED가 적색, 녹색, 녹색, 청색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치된 인접한 두 개의 열과, 상기 복수개의 LED가 청색, 녹색, 녹색, 적색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치된 인접한 두 개의 열이 반복하여 배치되도록, 상기 제1 LED 배열, 제1 LED 배열, 제2 LED 배열, 제2 LED 배열의 순서대로 반복된 구조의 행을 갖는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 면광원.
  5. LCD 패널의 후면에 부착된 직하형 LCD 백라이트 유닛에 있어서,
    상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 면광원;
    상기 면광원의 LCD 패널 측에 구비되고, 상기 면광원으로부터 입사된 광을 균일하게 확산시키는 확산시트; 및
    상기 확산시트의 LCD 패널 측에 구비되고, 상기 확산시트로부터 확산된 광을 상기 LCD 패널 평면에 수직한 방향으로 집광하는 집광시트를 포함하는 LCD 백라이트 유닛.
KR1020050045794A 2005-05-30 2005-05-30 Ｌｅｄ를 이용한 면광원 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트유닛 KR100665179B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050045794A KR100665179B1 (ko) 2005-05-30 2005-05-30 Ｌｅｄ를 이용한 면광원 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트유닛

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050045794A KR100665179B1 (ko) 2005-05-30 2005-05-30 Ｌｅｄ를 이용한 면광원 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트유닛

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060124057A KR20060124057A (ko) 2006-12-05
KR100665179B1 true KR100665179B1 (ko) 2007-01-09

Family

ID=37728849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050045794A KR100665179B1 (ko) 2005-05-30 2005-05-30 Ｌｅｄ를 이용한 면광원 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트유닛

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100665179B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101013071B1 (ko) 2008-11-20 2011-02-14 김주환 마스크 검사장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115586672A (zh) * 2022-11-10 2023-01-10 厦门天马微电子有限公司 发光基板、显示面板、背光模组、显示装置及驱动方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101013071B1 (ko) 2008-11-20 2011-02-14 김주환 마스크 검사장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060124057A (ko) 2006-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100780198B1 (ko) 색 얼룩 특성이 개선된 ｌｅｄ 면 광원 및 이를 구비하는ｌｃｄ 백라이트 유닛
KR100780223B1 (ko) 색 얼룩 향상을 위한 ｌｅｄ 면 광원 및 이를 구비하는ｌｃｄ 백라이트 유닛
KR100691191B1 (ko) Ｌｅｄ를 이용한 면광원 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트유닛
KR100982980B1 (ko) 면 광원 장치 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트 유닛
JP2007149657A (ja) 導光部材およびこの導光部材を用いた面光源装置、ならびに表示装置
JP2004311353A (ja) 面状光源装置および該装置を用いた液晶表示装置
JP2004342587A (ja) バックライトおよびそれを用いた液晶表示装置
US7967460B2 (en) Planar light source and backlight unit including the same
KR101339768B1 (ko) 면 광원 장치 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트 유닛
JP2010108601A (ja) 面状光源及び液晶表示装置
KR20070032429A (ko) 백 라이트 유닛 및 이를 이용한 액정모듈
KR100665179B1 (ko) Ｌｅｄ를 이용한 면광원 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트유닛
KR20030078529A (ko) 백라이트 유닛
KR100968845B1 (ko) 도광판을 포함하는 백라이트 유닛
KR101042698B1 (ko) 면광원 장치
KR100981276B1 (ko) 도광판을 포함하는 백라이트 유닛
KR20190060519A (ko) 광학렌즈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정표시장치
KR102053438B1 (ko) 백라이트 유닛 및 그 제조방법, 이를 포함하는 액정표시장치
JP5063042B6 (ja) 色むら特性が改善されたｌｅｄ面光源およびこれを備えるｌｃｄバックライトユニット
KR20090104527A (ko) 백라이트 유닛
KR20060018521A (ko) 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121130

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131129

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee