KR100790698B1 - 액정표시장치용 백라이트 유닛 - Google Patents

액정표시장치용 백라이트 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR100790698B1
KR100790698B1 KR1020060035493A KR20060035493A KR100790698B1 KR 100790698 B1 KR100790698 B1 KR 100790698B1 KR 1020060035493 A KR1020060035493 A KR 1020060035493A KR 20060035493 A KR20060035493 A KR 20060035493A KR 100790698 B1 KR100790698 B1 KR 100790698B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
liquid crystal
led
unit
region
Prior art date
Application number
KR1020060035493A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070103639A (ko
Inventor
이현호
함헌주
김형석
윤형원
양윤탁
박명보
유철희
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 KR1020060035493A priority Critical patent/KR100790698B1/ko
Priority to CNA2007100902693A priority patent/CN101059621A/zh
Priority to US11/785,449 priority patent/US20070247833A1/en
Priority to JP2007110688A priority patent/JP2007286627A/ja
Publication of KR20070103639A publication Critical patent/KR20070103639A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100790698B1 publication Critical patent/KR100790698B1/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
    • 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
    • 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
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors

Abstract

고품질의 화상을 구현하기에 적합한 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다. 본 발명의 액정표시장치용 백라이트 유닛은, 액정 패널 하부에 배치되어 상기 액정 패널 후면으로 빛을 조사하는 직하형 백라이트 유닛으로서, 기판 상에 형성된 복수의 광원 영역을 갖고, 각 광원 영역별로 부분 구동되는 LED 광원부 - 각 광원 영역은 적어도 하나의 LED를 구비함 - ; 상기 기판 상에 형성되고, 상기 LED 광원부의 광원 영역들 사이에 배치된 격벽; 및 상기 LED 광원부를 제어하고 구동하기 위한 회로부를 포함한다.
액정표시장치, LCD, 백라이트 유닛, LED, 로컬 디밍(local dimming)

Description

액정표시장치용 백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 종래 기술의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치의 단면도이다.
도 2는 종래 기술의 백라이트 유닛에 있어서, 액정 패널의 명암 분포(도 2(a))와 이에 대응하는 백라이트 유닛의 점등 상태(도 2(b))와 백라이트 유닛 상의 휘도 분포(도 2(c))를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 기술의 백라이트 유닛의 광량 분포 곡선을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태의 백라이트 유닛의 광량 분포 곡선을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태들의 격벽 배치 방식을 나타내는 평면도이다.
도 7은 격벽의 높이에 따른 광강도 분포의 변화를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 백라이트 유닛 상의 휘도 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치의 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 백라이트 유닛 101: 백라이트 기판
102: 회로부 103: LED
104: 격벽 105: 광학 시트
105a: 확산판 107: 액정 패널
112: LED 구동부 122: 제어부
본 발명은 LED를 이용한 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 부분 구동시 백라이트 유닛 상의 광 분포를 효과적으로 한정하여 높은 콘트라스트와 선명한 화질 구현을 가능하게 하는 직하형 백라이트 유닛에 관한 것이다.
최근 화상표시장치의 박형화, 고성능화 경향에 따라, TV, 모니터 등에 액정 표시장치가 많이 사용되고 있다. 액정 패널은 스스로 빛을 내지 못하기 때문에, 액정표시장치는 별도의 광원 유닛, 즉 백라이트 유닛(이하, BLU 라고도 함)을 필요로 한다. BLU의 광원으로는 값싸고 조립하기 쉬운 냉음극 형광 램프(CCFL)이 사용되어 왔다. 그러나, CCFL을 이용한 BLU는 수은으로 인한 환경오염, 느린 응답속도, 부분 구동 구현의 어려움 등의 단점을 가지고 있다. 이를 극복하기 위해 CCFL 대신에 LED가 BLU 광원으로 제안되었다. LED를 이용한 BLU는 종래의 CCFL의 단점을 보완할 수 있으며, 특히 로컬 디밍(local dimming)이나 임펄시브(impulsive) 등의 부분 구동방식을 구현할 수 있다.
일반적으로 BLU는, 직하형 BLU(직하 방식)와 엣지형 BLU(사이드 방식)로 나뉜다. 엣지형에서는, 바(bar) 형태의 광원이 액정 패널의 측부에 위치하여 도광판을 통해 액정 패널 쪽으로 빛을 조사하는데 반하여, 직하형에서는, 액정 패널 밑에 위치한 면광원으로부터 액정 패널을 직접 조광한다.
화상을 더 생동감 있게 표현하기 위하여, 액정표시장치의 액정 패널을 복수의 영역으로 분할하여, 각 분할영역의 그레이레벨의 값에 따라 각 분할영역 별로 BLU 광원의 휘도값을 조정할 수 있다. 이러한 BLU 구동방식을 로컬 디밍(local dimming)이라 한다. 즉, 화면에 밝게 표시되는 부분에 대응하는 BLU 영역의 LED들이 부분적으로 켜지고 나머지 화면 부분에 대응하는 LED들은 낮은 휘도로 켜지거나 완전히 오프(off) 상태로 될 수 있다. 로컬 디밍 구동방식에 따르면, 밝은 부분은 더욱 밝게, 어두운 부분은 더욱 어둡게 되어 보다 실감나는 영상을 구현할 수 있다. 임펄시브 구동방식은, BLU를 액정 패널과 시간적으로 동기화시키는 구동 방식이다. 임펄시브 방식에 따르면, BLU 기판 상에 상하로 배열된 다수 광원 영역들이 순차적으로 점등하게 된다.
도 1은 종래의 직하형 BLU을 구비한 액정표시장치의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 액정표시장치(50)는 액정 패널(17)과 BLU(10) 및 이들 사이에 배치된 다수의 광학 시트(15) - 예컨대 확산판 - 를 포함한다. BLU(10)는 BLU 기판(11)과, 그 위에 배열된 다수의 적색, 녹색 및 청색 LED(13)를 포함한다. 백라이트 기판(11)에는 LED의 구동과 제어를 위한 회로부(12)가 설치되어 있다.
도2는, 이러한 BLU(10)가 로컬 디밍 또는 임펄시브 등의 부분(영역별) 구동 방식으로 구현될 경우, 액정 패널의 명암 분포(도 2(a))와, 이에 대응하는 BLU의 점등 상태(도 2(b)) 및 BLU 상의 휘도 분포(도 2(c))를 나타낸다. 도 2(a)에 도시된 바와 같이 액정 패널(17)이 어두운 영역(17a)과 밝은 영역(17b)으로 구분된 명암 분포(또는 화상 신호 분포)를 나타낼 경우, BLU 기판(11) 상의 LED들은 영역별로 구동될 수 있다. 예컨대, 특정 영역(A)의 LED(13b)만을 점등시키고 다른 영역의 LED(13a)는 오프시킬 수 있다 (도 2(b) 참조).
그러나, 이러한 영역별 BLU 구동에도 불구하고, BLU 상의 휘도 분포는 영역별로 명확히 구분되지 않는다. 즉, 도 2(c)에 나타난 바와 같이, BLU 상의 휘도 분포는, 어두운 영역(17a)에 대응하는 저휘도 영역(27a)과 밝은 영역(17b)에 대응하는 고휘도 영역(27b) 사이에 완만하게 경사진(graded) 휘도의 중간 영역(27c)을 갖게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, A 영역의 LED만이 점등되어 있더라도, BLU 상에 배치된 확산판(15a)에서의 광량분포는 저휘도 영역과 고휘도 영역을 명확히 구 분하지 못하고, 이들 사이에서 완만한 기울기를 갖는다. 로컬 디밍 등 부분 구동에 있어서, BLU의 광량 분포가 의도된 대로 영역별로 구분되지 않는다면, 부분 구동으로 인한 효과(선명한 화질, 생동감 있는 영상, BLU와 액정 패널간의 시간적 동기화 등)를 충분히 얻어낼 수가 없다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 로컬 디밍, 임펄시브 등의 부분 구동 방식을 구현하는 BLU에 있어서, 각 분할 영역별로 BLU의 휘도 분포를 명확히 구분 또는 한정할 수 있는 고품질 BLU를 제공하는 데에 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 액정 표시장치용 백라이트 유닛은, 액정 패널 하부에 배치되어 상기 액정 패널 후면으로 빛을 조사하는 직하형 백라이트 유닛으로서,
기판 상에 형성된 복수의 광원 영역을 갖고, 각 광원 영역별로 부분 구동되는 LED 광원부 - 각 광원 영역은 적어도 하나의 LED를 구비함 - ;
상기 기판 상에 형성되고, 상기 LED 광원부의 광원 영역들 사이에 배치된 격벽;
상기 LED 광원부를 제어하고 구동하기 위한 회로부를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 LED 광원부의 각 광원 영역은 적어도 하나의 적색, 녹색 및 청색 LED를 구비할 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 LED 광원부의 각 광원 영역은 적어도 하나의 백색 LED를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 액정 패널은 복수의 분할 영역을 갖고, 상기 LED 광원부의 각 광원 영역은 이에 대응하는 분할 영역으로 빛을 조사할 수 있다.
로컬 디밍(local dimming) 방식을 구현하기 위해, 상기 LED 광원부의 휘도는, 상기 각 분할 영역의 그레이 레벨의 피크값에 따라 상기 각 광원 영역 단위로 조절될 수 있다. 이 경우, 상기 회로부는 제어부와 LED 구동부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 각 분할 영역의 그레이 레벨의 피크값에 따라 LED 구동부의 동작을 제어한다. 또한 상기 LED 구동부는, 적어도 일부 광원 영역이 타 광원 영역과는 상이한 휘도를 갖도록 상기 제어부의 제어에 따라 상기 LED 광원부를 구동한다.
임펄시브(impulsive) 구동 방식을 구현하기 위해, 상기 LED 광원부는 상하로 배열된 복수의 광원 영역을 갖고, 상기 복수의 광원 영역은 상기 액정 패널과 시간적으로 동기화되어 순차적으로 점등될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 격벽은 상기 기판 상에서 가로 또는 세로 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 격벽은 상기 기판 상에서 매트릭스 형태로 배치될 수도 있다. 바람직한 일 실시형태에 따르면, 상기 격벽의 높이는 5 내지 25 mm이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 백라이트 유닛(BLU)를 구비한 액정표시장치의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 액정표시장치(500)는 액정 패널(107)과 BLU(100) 및 이들 사이에 배치된 광학 시트(105)를 포함한다. 이 BLU(100)는 직하형 BLU로서, 액정 패털(107)의 하부에 배치되어 액정 패널(107)의 후면으로 빛을 조사한다. BLU(100)는 복수의 LED(103)와, 이를 구동 및 제어하기 위한 회로부(102)를 포함한다. 복수의 LED(103)는 기판(101) 상에 배열되어 BLU의 광원부(기판(101) 상에 형성된 복수의 LED(103)의 배열체를 'LED 광원부'라 함)를 이룬다.
LED 광원부는 복수의 광원 영역(A1, A2, A3)으로 나뉘어지며, 각 광원 영역(A1, A2, A3)은 적어도 하나의 LED를 포함한다. 예를 들어, 각 광원 영역(A1, A2, A3)은 적어도 하나의 적색, 녹색 및 청색 LED를 구비할 수 있다. 이러한 적, 녹 및 청색 LED의 세트를 사용함으로써 우수한 색재현성을 갖는 백색광을 출력할 수 있다. 다른 실시형태로서, 각 광원 영역(A1, A2, A3)은 적어도 하나의 백색 LED를 구비할 수도 있다. 백색 LED는, 예컨대, 청색 LED 칩과 황색 형광체를 사용하여 얻을 수 있다.
또한, 상기 LED 광원부는 각 광원 영역별로 부분 구동될 수 있다. 예를 들어, 일 광원 영역(A2)의 LED 만이 점등되고, 타 광원 영역(A1, A3)의 LED는 오프되거나 더 낮은 휘도로 켜질 수 있다. 이러한 부분 구동은, 후술하는 바와 같이 로컬 디밍 구동 방식이나 임펄시브 구동 방식을 구현하는 데에 필요하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 기판(101) 상에는 격벽(104)이 형성되어 있다. 이 격벽(104)은 광원 영역들(A1, A2, A3) 사이의 경계부에 배치되어 있다. 이 격벽(104)은 각 광원 영역(A1, A2, A3)에서 방출되는 빛이 외측으로 벗어나는 것을 막는 역할을 한다. 특히 각 광원 영역에서 방출되는 측방향의 빛은 격벽(104)에 의해 반사 또는 흡수됨으로써, 다른 광원 영역에는 가능한 적게 영향을 미치게 된다. 이에 따라, BLU(100)의 상면에 구현되는 휘도 분포는 각 광원 영역별로 보다 분명하게 한정되어진다. 이러한 특징은 도 5에 명확히 도시되어 있다.
도 5에는, 상기 BLU(100) 상의 광량 분포 곡선이 개략적으로 도시되어 있다. BLU(100) 상에 배치된 확산판(105a)에서의 광량 분포는, 고휘도 영역(도 5에서의 중심부)과 저휘도 영역(도 5에서의 좌우측부)을 비교적 명확하게 구분하고 있다(도 3과 비교). 즉, 광원 영역들 간의 경계부에 격벽(104)을 설치함으로써, BLU의 상면(또는 확산판)은 보다 분명한 광 분포를 갖게 된다. 이에 따라, 액정 패널의 후면 전체 중에서 밝히기 원하는 부분만을 명확히 제한하여 밝혀줄 수가 있게 된다.
도 6은 여러 실시형태들에 따른 격벽 배치 방식을 나타내는 평면도이다. 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 다수의 격벽(104)이 기판(101) 상에서 가로 방향(Y 방향으로) 연장되어 서로 평행하게 상하로 배열될 수 있다. 이러한 격벽 배치 방식은 특히 임펄시브 구동 방식으로 LED를 구동할 때 유용하게 사용될 수 있다. 이와 달리, 다수의 격벽이 기판(101) 상에서 세로 방향(X 방향)으로 연장되어 서로 평행하게 좌우로 배열될 수도 있다(미도시).
다른 실시형태로서, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 격벽(104)은 기판(101) 상에서 매트릭스 형태로 배치될 수도 있다. 이 경우, 격벽(104)에 의해 구분되는 (즉, 격벽(104)에 의해 둘러싸인) 기판(101) 상의 각 영역은 부분 구동되는 각 광원 영역(도 4의 도면 부호 A1, A2, A3)에 해당될 수 있다. 이러한 격벽 배치 방식은 특히 로컬 디밍 방식으로 LED를 구동할 때 유용하게 사용될 수 있다. 격벽은, 도 6에 도시된 것 외에도 다양하게 배치될 수 있다. 격벽은, 정육각형의 셀들을 형 성하도록 벌집 모양으로 배치될 수도 있다(미도시).
BLU 상면의 광 분포는 격벽의 높이(h) 및 BLU의 높이(H: 기판(101)으로부터 확산판(105a)에 이르는 거리)에 따라 달라질 수 있다. 격벽의 높이(h)가 높고 BLU의 높이(H)가 낮을수록, 확산판(105a)에서의 광 분포는 영역별로 보다 분명하게 나타나게 된다. 격벽이 너무 낮으면 격벽에 의한 광 분포의 영역별 구분 효과가 감소되고, 격벽이 너무 높으면 광 분포의 구분 효과는 좋아지나 격벽에 의한 광흡수가 높아지고 액정표시장치 전체의 두께가 커질 수 있다.
도 7은 격벽의 높이에 따른 BLU 상면에서의 광강도 분포의 변화를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 격벽이 높아질수록 광강도 분포는 영역별로 뚜렷하게 구분된다. 즉 격벽이 높아질수록, 점등된 광원 영역(A2)에 대응하는 BLU 상면 영역(도 7에서의 중심부)의 광강도는 높아지고 소등된(또는 낮은 휘도의) 광원 영역(A1, A3)에 대응하는 BLU 상면 영역(도 7에서의 좌우측부)의 광강도는 낮아진다. 광분포의 구분 효과 및 격벽에 의한 광흡수 등을 고려하여, 바람직하게는 상기 격벽(104)의 높이는 5 내지 25 mm이다. 그러나, BLU 전체의 두께가 다를 경우에는, 격벽(104)의 높이는 다르게 조정될 수 있다.
도 8은 BLU(100) 상의 휘도 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 광원 영역들(A1, A2, A3) 중에서 점등된 광원 영역(A2)에 대응하 는 BLU(100) 상의 영역은 고휘도 영역(127b)을 형성하고, 소등된 광원 영역(A1, A3)에 대응하는 BLU(100) 상의 영역은 저휘도 영역(127a)을 형성한다. 고휘도 영역(127b)과 저휘도 영역(127a)은 명확히 구분되며, 이들 사이에는 중간 휘도 영역이 거의 나타나지 않는다(도 2(c)와 비교).
도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, BLU(100) 상에서의 광분포(확산판(105a)에서의 광분포)는 영역별로 뚜렷하게 한정된(defined)된 프로파일을 나타낸다. 영역별로 명확히 한정된 광분포는, 부분 구동 방식을 보다 효과적으로 구현할 수 있게 하고, 이러한 부분 구동 방식이 의도한 효과(선명한 화질, 생동감 있는 영상, BLU와 액정 패널간의 시간적 동기화 등)를 보다 확실하게 나타나게 한다.
본 발명의 BLU는 특히 로컬 디밍 방식이나 임펄시브 방식의 구동에 적합하다. 이러한 방식에서는 액정 패널은 복수의 분할 영역을 갖고 있으며, LED 광원부는 액정 패널의 분할 영역별로 광을 조사한다. 예컨대 도 4를 참조하여 설명하면, LED 광원부의 각 광원 영역(A1, A2, A3)은 이에 대응하는 액정 패널의 분할 영역으로 빛을 조사할 수 있다. 로컬 디밍 방식에서는, 각 분할 영역의 그레이 레벨의 피크값에 따라 각 광원 영역의 휘도가 제어될 수 있다. 또한, 임펄시브 방식에서는, 도 6(a)와 같이 격벽(104)에 의해 분할된 복수의 광원 영역이, 액정 패널의 분할 영역과 시간적으로 동기화되어 순차적으로 점등될 수 있다.
도 9는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 BLU을 구비한 액정표시장치의 구성도이다. 이 실시형태에서는 BLU가 로컬 디밍 방식으로 구동된다. 도 9를 참조하면, 기판(101) 상에 배열된 다수의 LED(103)가 액정 패널(107)의 후면을 조사한다(편의상 광학 시트는 도시 생략). 다수의 LED(103)의 배열체, 즉 LED 광원부는 부분 구동하는 복수의 광원 영역으로 나뉘고, 이 복수의 광원 영역 사이의 경계부에는 매트릭스 타입의 격벽(104)이 배치된다.
액정 패널(107)은 복수의 영역으로 분할되고(점선으로 각 분할 영역을 표시하고 있음), 각 분할 영역별로 화상을 구현할 수 있다. LED 광원부는 액정 패널(107)의 각 분할 영역 별로 빛을 조사한다. 이 때, (LED 광원부의) 각 광원 영역의 휘도는, (액정 패널의) 각 분할 영역의 그레이 레벨의 피크값에 따라 조절된다. 즉, 상대적으로 높은 휘도를 가져야 하는 분할 영역에 대응하는 광원 영역은 다른 광원 영역에 비하여 높은 전류 듀티(duty)비로 점등된다. 또는 다른 분할 영역에 대응하는 광원 영역의 듀티비를 감소시킬 수도 있다.
도 9를 참조하여 로컬 디밍에 의한 BLU 동작을 설명하면, 다음과 같다.
비디오 신호가 신호 처리부(130)에 입력되면, 신호 처리부(130)는 액정 패널의 각 화소를 구동하기 위한 화상 신호를 액정 패널에 공급한다. 또한, 신호 처리부(130)는 상기 비디오 신호를 처리하여 액정 패널(107)의 각 분할 영역의 그레이 레벨 신호를 생성한다. 이 그레이 레벨 신호는 회로부(102) 내의 제어부(122)로 공 급된다. 그레이 레벨 신호는 각 분할 영역의 그레이 레벨의 피크값이 될 수 있다.
제어부(122)는 상기 그레이 레벨 신호에 따라 회로부(102) 내의 LED 구동부(112)의 동작을 제어한다. LED 구동부(112)는, 적어도 일부 광원 영역이 타 광원 영역과는 상이한 휘도를 갖도록, 상기 제어부(122)의 제어에 따라 상기 LED 광원부를 구동한다. LED 광원부의 각 광원 영역은 각 그레이 레벨의 피크값에 대응하는 휘도를 나타내도록 동작하게 된다. 이러한 방식으로 액정 패널의 각 분할 영역의 그레이 레벨 피크값에 따라 각 광원 영역의 휘도를 조절할 수 있다.
이러한 로컬 디밍 구동 방식을 이용함으로써, 화면의 콘트라스트 비를 증대시키고 실감나는 영상을 구현할 수 있다. 특히, 각 광원 영역의 경계부에 격벽이 설치되어 있기 때문에, BLU 상의 휘도 분포는 각 영역별로 보다 분명하게 구분되어 있다. 따라서, 로컬 디밍 방식으로 인한 효과를 더욱 극대화시키고 불필요한 광손실을 저감시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 부분 구동하는 광원 영역들 사이에 격벽을 설치함으로써, BLU 상면의 광분포를 각 광원 영역 별로 명확히 한정할 수 있게 된다. 이에 따라 BLU를 액정 패널에 보다 효과적으로 매칭시킬 수 있으며, 불필요한 광손실을 줄일 수 있게 된다. 또한 액정 패널 중 밝히기 원하는 부분만을 명확히 제한하여 밝혀줌으로써, 콘트라스트 비를 증가시키고 더욱 더 선명한 화질을 구현하며 영상의 품질을 한층 높일 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 격벽의 형태나 구조에 따라 원하는 형태의 휘도 분포를 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. 액정 패널 하부에 배치되어 상기 액정 패널 후면으로 빛을 조사하는 직하형 백라이트 유닛에 있어서,
    기판 상에 형성된 복수의 광원 영역을 갖고, 각 광원 영역별로 부분 구동되는 LED 광원부 - 각 광원 영역은 적어도 하나의 LED를 구비함 - ;
    상기 기판 상에 형성되고, 상기 LED 광원부의 광원 영역들 사이에 배치된 격벽; 및
    상기 LED 광원부를 제어하고 구동하기 위한 회로부를 포함하고,
    상기 LED 광원부의 각 광원 영역은 적어도 하나의 백색 LED를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액정 패널은 복수의 분할 영역을 갖고, 상기 LED 광원부의 각 광원 영역은 이에 대응하는 분할 영역으로 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 LED 광원부의 휘도는, 상기 각 분할 영역의 그레이 레벨의 피크값에 따라 상기 각 광원 영역 단위로 조절되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회로부는 제어부와 LED 구동부를 포함하되,
    상기 제어부는 각 분할 영역의 그레이 레벨의 피크값에 따라 LED 구동부의 동작을 제어하고,
    상기 LED 구동부는, 적어도 일부 광원 영역이 타 광원 영역과는 상이한 휘도를 갖도록 상기 제어부의 제어에 따라 상기 LED 광원부를 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 LED 광원부는 상하로 배열된 복수의 광원 영역을 갖고, 상기 복수의 광원 영역은 상기 액정 패널과 시간적으로 동기화되어 순차적으로 점등되는 것을 특 징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 기판 상에서 가로 또는 세로 방향으로 연장된 것을 특징을 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 기판 상에서 매트릭스 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 격벽의 높이는 5 내지 25 mm인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
KR1020060035493A 2006-04-19 2006-04-19 액정표시장치용 백라이트 유닛 KR100790698B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060035493A KR100790698B1 (ko) 2006-04-19 2006-04-19 액정표시장치용 백라이트 유닛
CNA2007100902693A CN101059621A (zh) 2006-04-19 2007-04-17 用于液晶显示器的背光模块
US11/785,449 US20070247833A1 (en) 2006-04-19 2007-04-18 Backlight unit for liquid crystal display
JP2007110688A JP2007286627A (ja) 2006-04-19 2007-04-19 液晶表示装置用のバックライトユニット

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060035493A KR100790698B1 (ko) 2006-04-19 2006-04-19 액정표시장치용 백라이트 유닛

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070103639A KR20070103639A (ko) 2007-10-24
KR100790698B1 true KR100790698B1 (ko) 2008-01-02

Family

ID=38619296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060035493A KR100790698B1 (ko) 2006-04-19 2006-04-19 액정표시장치용 백라이트 유닛

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20070247833A1 (ko)
JP (1) JP2007286627A (ko)
KR (1) KR100790698B1 (ko)
CN (1) CN101059621A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190076209A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 에스엘 주식회사 발광 표시장치
US10558072B2 (en) 2016-01-06 2020-02-11 Samsung Display Co., Ltd. Light generating member and display apparatus having the same

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2844273T3 (es) 2001-02-27 2021-07-21 Dolby Laboratories Licensing Corp Método y dispositivo para exponer una imagen
WO2003077013A2 (en) 2002-03-13 2003-09-18 The University Of British Columbia High dynamic range display devices
US8687271B2 (en) 2002-03-13 2014-04-01 Dolby Laboratories Licensing Corporation N-modulation displays and related methods
US8471807B2 (en) 2007-02-01 2013-06-25 Dolby Laboratories Licensing Corporation Calibration of displays having spatially-variable backlight
US8104945B2 (en) * 2007-12-27 2012-01-31 Samsung Led Co., Ltd. Backlight unit implementing local dimming for liquid crystal display device
KR101583501B1 (ko) 2008-01-08 2016-01-21 돌비 레버러토리즈 라이쎈싱 코오포레이션 시차가 감소된 디스플레이 장치
JP4902566B2 (ja) * 2008-02-15 2012-03-21 シャープ株式会社 面状照明装置および表示装置
KR101441984B1 (ko) 2008-04-11 2014-09-19 삼성디스플레이 주식회사 광원 모듈, 이를 갖는 광원 어셈블리 및 표시장치
JP4929307B2 (ja) * 2008-04-16 2012-05-09 嶺南大學校 産學協力團 カラーフィルターの無い液晶表示装置
US20090322800A1 (en) 2008-06-25 2009-12-31 Dolby Laboratories Licensing Corporation Method and apparatus in various embodiments for hdr implementation in display devices
KR101289639B1 (ko) * 2008-07-04 2013-07-30 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛의 광원 구동장치 및 방법
KR101471945B1 (ko) 2008-10-01 2014-12-12 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리
JP2010129359A (ja) * 2008-11-27 2010-06-10 Sharp Corp バックライトユニット、及び、液晶表示装置。
KR101658772B1 (ko) 2008-12-19 2016-09-22 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 전자기기
KR101521098B1 (ko) * 2009-01-06 2015-05-20 삼성디스플레이 주식회사 광원 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 광원 장치
US20100214282A1 (en) 2009-02-24 2010-08-26 Dolby Laboratories Licensing Corporation Apparatus for providing light source modulation in dual modulator displays
KR101605157B1 (ko) * 2009-03-24 2016-03-22 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 구동 방법
JP5467280B2 (ja) * 2009-05-25 2014-04-09 株式会社オプトデザイン 照明装置
WO2011011446A1 (en) 2009-07-22 2011-01-27 Dolby Laboratories Licensing Corporation Control of array of two-dimensional imaging elements in light modulating displays
EP2470947B1 (en) * 2009-08-27 2016-03-30 LG Electronics Inc. Optical assembly, backlight unit and display apparatus thereof
WO2011025724A1 (en) 2009-08-27 2011-03-03 Dolby Laboratories Licensing Corporation Optical mixing and shaping system for display backlights and displays incorporating the same
USRE47656E1 (en) 2009-08-27 2019-10-22 Lg Electronics Inc. Optical assembly, backlight unit and display apparatus thereof
US9035975B2 (en) 2009-10-14 2015-05-19 Dolby Laboratories Licensing Corporation Variable flower display backlight system
JP5496344B2 (ja) 2009-10-14 2014-05-21 ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション バリアブルなフラワーディスプレイのバックライトシステム
KR101702695B1 (ko) 2009-11-16 2017-02-03 가부시키가이샤 오푸토 디자인 면광원 유닛, 면조명 장치 및 액정 표시 장치
CN102192438A (zh) * 2010-03-03 2011-09-21 奇美电子股份有限公司 背光模块及应用其的平面显示装置
TWI422773B (zh) * 2010-07-15 2014-01-11 Dongguan Masstop Liquid Crystal Display Co Ltd 光源模組及應用其之檯燈
US20120075596A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Hannah Eric C High efficiency illumination
JP2012089341A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd バックライトユニット及びそれを備える液晶表示装置
JP2012103420A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 液晶表示装置
JP2012118382A (ja) 2010-12-02 2012-06-21 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 液晶表示装置
JP2012155034A (ja) 2011-01-24 2012-08-16 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 液晶表示装置
JP2012230264A (ja) 2011-04-26 2012-11-22 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 液晶表示装置
WO2013031319A1 (ja) 2011-08-29 2013-03-07 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 液晶表示装置およびテレビ受像機
JP5808645B2 (ja) * 2011-10-26 2015-11-10 Ｎｓウエスト株式会社 車両用計器
CN103225770A (zh) * 2012-01-30 2013-07-31 群康科技(深圳)有限公司 背光模块及包括背光模块的显示装置
WO2013140958A1 (ja) 2012-03-21 2013-09-26 富士フイルム株式会社 画像表示装置、撮影装置、画像表示システム及び方法
JP6192897B2 (ja) 2012-04-11 2017-09-06 サターン ライセンシング エルエルシーＳａｔｕｒｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ ＬＬＣ 発光装置、表示装置および照明装置
TWI505440B (zh) 2012-06-04 2015-10-21 Lextar Electronics Corp 光源模組
TWI539212B (zh) * 2014-10-21 2016-06-21 群創光電股份有限公司 顯示裝置
TWI569062B (zh) * 2016-03-08 2017-02-01 友達光電股份有限公司 顯示裝置、顯示裝置的操作方法、及顯示裝置的像素電路
KR20180050847A (ko) 2016-11-07 2018-05-16 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 디스플레이 방법
CN107464531B (zh) * 2017-07-31 2020-02-21 天津大学 利用lcd显示器背光源图像显示方法
CN108019625A (zh) * 2018-01-12 2018-05-11 安徽芯瑞达科技股份有限公司 一种直下式背光模组用矩阵光源
CN108445628B (zh) * 2018-02-28 2020-05-22 厦门天马微电子有限公司 背光结构及车载显示装置
CN108572481B (zh) * 2018-03-08 2021-10-26 厦门天马微电子有限公司 背光模组及显示装置
CN112558355A (zh) * 2020-12-17 2021-03-26 业成科技（成都）有限公司 背光模组与显示面板
CN114758628B (zh) * 2021-10-26 2023-09-22 嘉视(山东)电子科技有限公司 一种显示模块区域调光的方法
CN114280847B (zh) * 2021-12-30 2023-06-02 武汉华星光电技术有限公司 背光模组及显示装置
CN115097672A (zh) * 2022-07-25 2022-09-23 业成科技（成都）有限公司 背光模组、图像生成单元、抬头显示器及车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001318614A (ja) 2000-05-09 2001-11-16 Mitsubishi Electric Corp 面光源装置及びこれを用いた液晶表示装置
KR20030009190A (ko) * 2001-07-19 2003-01-29 샤프 가부시키가이샤 조명장치 및 그 조명장치를 포함하는 액정표시장치
JP2004145168A (ja) 2002-10-28 2004-05-20 Nissan Diesel Motor Co Ltd 液晶表示機構
KR20070025727A (ko) * 2005-09-05 2007-03-08 삼성전자주식회사 액정표시장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3633125B2 (ja) * 1996-07-24 2005-03-30 株式会社シチズン電子 カラー表示装置
JP2000275605A (ja) * 1999-03-25 2000-10-06 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP3699002B2 (ja) * 2000-06-15 2005-09-28 シャープ株式会社 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法
JP3523170B2 (ja) * 2000-09-21 2004-04-26 株式会社東芝 表示装置
JP2002372933A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Koichi Matsui 直下型照明装置
JP2004191490A (ja) * 2002-12-09 2004-07-08 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
US6871982B2 (en) * 2003-01-24 2005-03-29 Digital Optics International Corporation High-density illumination system
JP4628770B2 (ja) * 2004-02-09 2011-02-09 株式会社日立製作所 照明装置を備えた画像表示装置及び画像表示方法
KR20060116549A (ko) * 2005-05-10 2006-11-15 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 채용한 액정표시장치
KR101220204B1 (ko) * 2005-12-28 2013-01-09 엘지디스플레이 주식회사 엘이디 백라이트어셈블리 및 이를 이용한 액정표시장치모듈

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001318614A (ja) 2000-05-09 2001-11-16 Mitsubishi Electric Corp 面光源装置及びこれを用いた液晶表示装置
KR20030009190A (ko) * 2001-07-19 2003-01-29 샤프 가부시키가이샤 조명장치 및 그 조명장치를 포함하는 액정표시장치
JP2004145168A (ja) 2002-10-28 2004-05-20 Nissan Diesel Motor Co Ltd 液晶表示機構
KR20070025727A (ko) * 2005-09-05 2007-03-08 삼성전자주식회사 액정표시장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10558072B2 (en) 2016-01-06 2020-02-11 Samsung Display Co., Ltd. Light generating member and display apparatus having the same
KR20190076209A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 에스엘 주식회사 발광 표시장치
KR102370232B1 (ko) * 2017-12-22 2022-03-04 에스엘 주식회사 발광 표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070103639A (ko) 2007-10-24
CN101059621A (zh) 2007-10-24
JP2007286627A (ja) 2007-11-01
US20070247833A1 (en) 2007-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100790698B1 (ko) 액정표시장치용 백라이트 유닛
JP4931678B2 (ja) バックライトユニット、液晶表示装置およびテレビ
US20010035853A1 (en) Assembly of a display device and an illumination system
US20080186272A1 (en) Backlit Display and Backlight System Thereof
EP2447764A2 (en) Liquid crystal display device and drive method for same
JP2004191490A (ja) 液晶表示装置
US20100097308A1 (en) Liquid crystal display device and method for driving a liquid crystal display device
KR100780187B1 (ko) Ｌｅｄ를 이용한 액정표시장치용 백라이트 유닛
JP2009186523A (ja) 液晶表示装置用のバックライトユニット
JP2008270091A (ja) バックライト装置
JP2009031585A (ja) 液晶表示装置
CN202178047U (zh) 一种具有整体调光功能的液晶显示背光装置
US20100231827A1 (en) Liquid crystal display apparatus and illuminating apparatus therefor
JP2011118286A (ja) 液晶表示装置
KR100667061B1 (ko) 필드시퀀셜 액정표시장치의 구동방법
TWI420489B (zh) 場序式液晶顯示器及其驅動方法
TWI427607B (zh) 場序式液晶顯示器及其驅動方法
KR101343567B1 (ko) 전계 방출 장치
KR20110064742A (ko) 백라이트 유닛 및 그의 구동방법
KR20080106870A (ko) 스캐닝 백라이트유닛
KR20050101058A (ko) 휘도 편차 보상을 위한 백라이트 유닛과 이를 이용한 필드시퀀셜 컬러 액정표시장치
TW201443858A (zh) 可提升對比及降低背光功耗的多媒體顯示器
KR20060027138A (ko) 모바일용 에프에스씨 액정패널 및 그 액정표시장치
JP2010219192A (ja) 液晶表示装置及び液晶表示装置における照明制御方法
JP2011081048A (ja) 液晶表示装置及び液晶表示装置の照明装置

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
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121130

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131129

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee