KR101039323B1 - 백라이트유닛의 광원장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트유닛의 광원장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 다수의 엘이디가 각각 장착된 다수의 엘이디바; 엘이디바의 일측끝단에 형성되며, 엘이디바를 회전시키는 회전체; 각각의 엘이디바의 상측에 하나씩 형성되며, 반원 형상인 확산플레이트; 및 엘이디바 하측에 형성되는 반사판;을 포함하여 이루어지고, 엘이디바는 일정한 간격으로 다수개 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛의 광원장치가 제공된다.

엘이디바, 회전체

Description

백라이트유닛의 광원장치 {light source device of back light unit}

본 발명은 백라이트유닛의 광원장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엘이디바를 일정한 간격으로 위치시켜, 전체적인 엘이디 개수를 줄이는 백라이트유닛의 광원장치에 관한 것이다.

액정표시장치(liquid crystal display)는 광원으로부터 나오는 빛을 변화시켜 영상을 표시하는 장치로 소형화, 경량화 및 소비전력이 낮은 이점이 있어 모니터, 텔레비젼 등에 사용된다.

이러한 액정표시장치는 일반적으로, 빛을 공급하는 백라이트 유닛(backlight unit)과, 백라이트 유닛에서 공급되는 빛을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 등으로 이루어진다.

백라이트 유닛 위에는 액정표시패널이 얹혀지며, 액정표시패널은 각 셀을 트랜지스터의 원리에 의해 들어온 신호에 따라 열고 닫음으로써, 백라이트 유닛에서 투사되는 빛을 컨트롤하게 되고, 이에 따라 최종화면이 사용자의 눈 앞에 보여 지게 된다.

액정표시장치는 그 특성상 자체 발광이 불가능하기 때문에 뒤에서 비쳐주는 광원이 필요하게 되며, 이 광원을 제공하는 구성을 백라이트 유닛이라고 한다.

기존의 백라이트 유닛으로는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 널리 사용되고 있다. 그러나 이들 형광램프들은 치수가 크고 소비전력도 크며, 최대 밝기에 상당한 한계가 있다. 이러한 형광램프를 채용한 장치들은 NTSC(National Television System Committee) 기준으로 최대 약 80%의 색재현성을 보인다. 특히, 이들 형광램프들은 선광원이기 때문에, 값비싼 확산필름 등을 사용하여야만 전체 면에 대해 균일한 빛을 공급할 수 있다. 이러한 기술적인 요인에 의해 다른 광원을 개발해야 할 필요성이 있어왔다.

한편, 엘이디(LED)는 초기에는 백라이트로 이용할 만큼 충분한 휘도를 제공하지 못하였고 제조 비용이 비쌌으나, 최근에는 휘도가 충분히 높고, 소비 전력 및 제조 비용이 낮은 엘이디가 개발되고 있다. 백색 엘이디들로 어레이를 구성하거나, 삼원색 엘이디들을 적절히 배열한 어레이를 이용하면, 이러한 어레이는 마치 면광원처럼 기능할 수 있다. 따라서, 이러한 엘이디 어레이로 백라이트 유닛을 만들 수 있다. 엘이디 백라이트 유닛은 값비싼 확산필름 등을 이용하지 않아도 되고, 형광램프와 달리 인버터가 불필요하기 때문에, 제조 비용을 줄일 수 있고 대형화에 유리하며 두께와 무게도 줄일 수 있고 소비 전력도 줄일 수 있다.

엘이디 백라이트 유닛은 수많은 엘이디들로 구성되며, 그러한 엘이디에 의해 발광이 이뤄지므로, 엘이디의 개수를 많이 사용할수록 균일한 광원을 구현할 수 있으나, 양산 적용 시에는 그 관리, 제작 공정 및 비용에 있어 불리하다.

또한, 그 가격이 현재 냉음극관(CCFL) 대비 2 내지 3배 수준으로 엘이디의 개수가 많을수록 백라이트의 제조 원가가 상승하게 되므로 보다 적은 개수의 엘이디를 사용하여 균일한 광원을 구현하는 것이 필요하다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시 예는 엘이디바를 균일한 간격으로 다수개 배열하여 엘이디 개수를 줄이는 백라이트유닛의 광원장치를 제공하는 것과 관련된다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의하면, 다수의 엘이디가 각각 장착된 다수의 엘이디바; 엘이디바의 일측끝단에 형성되며, 엘이디바를 회전시키는 회전체; 각각의 엘이디바의 상측에 하나씩 형성되며, 반원 형상인 확산플레이트; 및 엘이디바 하측에 형성되는 반사판;을 포함하여 이루어지고, 엘이디바는 일정한 간격으로 다수개 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛의 광원장치가 제공된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따르면 첫째, 종래의 백라이트 유닛의 주요 부품인 엘이디모듈 대신 엘이디바를 적용하여 전체적인 엘이디 개수를 줄일 수 있다.

둘째, 엘이디바를 펄스폭변조에 따라 회전시킴으로 엘이디 밝기의 불균형을 해소할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트유닛의 광원장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선 들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시 예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트유닛의 광원장치에 대한 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 엘이디바의 회전 각도에 따른 펄스폭변조 제어방법을 나타내는 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 백라이트유닛의 광원장치는 다수의 엘이디가 각각 장착된 다수의 엘이디바(10); 상기 엘이디바(10)의 일측끝단에 형성되며, 상기 엘이디바(10)를 회전시키는 회전체(20); 각각의 엘이디바(10)의 상측에 하나씩 형성되며, 반원 형상인 확산플레이트(30); 및 상기 엘이디바(10) 하측에 형성되는 반사판(40);을 포함하여 이루어지고, 상기 엘이디바(10)는 일정한 간격으로 다수개 배열된다.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 백라이트유닛 광원장치는 엘이디바(10), 회전체(20), 확산플레이트(30), 및 반사판(40)을 포함하여 이루어진다.

엘이디를 설치하는 방식은 크게 두 가지가 있는데, 직하형 방식과 엣지형 방식으로 나누어진다. 직하형은 액정 뒷면에 엘이디를 촘촘히 설치한 것이고, 엣지형은 외곽 네 변에 엘이디를 설치하여 빛을 안쪽까지 쏴주는 방식이다. 엘이디를 직하방식으로 설치하는 경우 엣지형에 비하여 더 좋은 화질을 얻을 수 있다.

본 발명의 실시 예의 경우 엘이디바(10)가 액정 뒷면에 형성되므로 직하 방식에 해당한다. 엘이디바(10)에는 다수의 엘이디가 설치되는데, 엘이디바(10)의 길이방향으로 균일한 간격으로 위치하여 형성된다. 엘이디바(10)에 설치된 각각의 엘이디에서 빛을 방출시키며, 엘이디에서 방출되는 빛은 확산플레이트(30)를 통하여 액정표시패널로 전달된다.

도 1에 나타난 바와 같이, 엘이디바(10)의 일측끝단에는 회전체(20)가 형성되는데, 회전체(20)에 의해 엘이디바(10)가 회전되는 것이 가능하다. 회전체(20)에는 모터가 내장되어 엘이디바(10)를 회전시킨다.

일반적으로 모터는 직류를 사용하는 직류 모터, 교류를 사용하는 교류 모터, 및 직류와 교류를 모두 사용할 수 있는 유니버설 모터로 나누어진다. 직류 모터는 마이크로 모터, 코아리스 모터, 브러시리스 모터, 스테핑 모터, DC 서보 모터 등으로 분류 가능하다. 본 발명의 실시 예에서는 제어가 용이한 직류 모터를 사용한다.

확산플레이트(30)는 엘이디에서 방출되는 빛의 휘도를 고르게 하여 액정표시패널유닛으로 전달하는 것으로, 무기유리, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴 리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA) 등으로 이루어질 수 있다.

도 1에 나타난 바와 같이, 확산플레이트(30)는 각각의 엘이디바(10)의 상측에 위치하며, 반원형상을 가지는데, 엘이디바(10)의 회전에 따른 밝기의 불균형을 해소하기 위함이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 엘이디에서 방출되는 빛을 반사시키기 위하여 엘이디바(10)의 아래에는 반사율이 우수한 반사판(40)이 장착된다. 이러한 반사판(40)은 모재(base meterial)에 반사율이 높은 물질을 코팅하는 방식으로 주로 사용한다. SUS(Steel Us Stainless), 황동(brass), 알루미늄(aluminium), PET(Polyethylene terephthalate) 등의 모재 위에 은(silver), 이산화티타늄(TiO2) 등의 고반사 코팅제를 주로 코팅한다.

엘이디바(10)는 바 형상이며, 일정한 간격으로 다수개 배열되므로, 종래의 백라이트유닛의 광원장치에 비하여 전체적인 엘이디의 개수를 줄일 수 있어 가격 절감 효과가 있다. 엘이디바(10)의 개수와 이에 따른 확산플레이트(30)의 개수는 패널의 인치에 따라 달라질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 백라이트유닛의 광원장치에 있어서, 상기 회전체(20)에 의하여 상기 엘이디바(10)가 회전되며, 상기 엘이디바(10)의 회전 각도에 따라 펄스폭변조 신호가 발생 된다.

백라이트유닛의 경우 디밍(dimming) 방법으로 엘이디의 밝기(brightness)를 조절한다. 디밍 방법은 아날로그 디밍과 펄스폭변조(pulse width modulation) 디밍 이 있다. 아날로그 디밍은 각 엘이디로 공급되는 전류량을 조절하여 엘이디의 밝기를 조절하는 방식이다. 펄스폭변조 디밍은 각 엘이디의 온-오프 시간(On-Off time)의 비율을 펄스폭 신호에 따라 조절하여 엘이디의 밝기를 조절하는 방식이다.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 백라이트유닛의 광원장치의 경우 밝기의 불균형을 해결하기 위해 엘이디바(10)의 회전 각도에 따라 펄스폭변조 신호가 발생된다.

엘이디바(10)의 회전 각도에 따라 엘이디에서 방출되는 빛이 확산플레이트(30)에 도달되는 정도가 달라지므로, 회전 각도에 따라 펄스폭변조 신호를 발생시키면 밝기의 불균형을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트유닛의 광원장치에 대한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 엘이디바의 회전 각도에 따른 펄스폭변조 제어방법을 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 엘이디바

20 : 회전체

30 : 확산플레이트

40 : 반사판

Claims (2)

1. 다수의 엘이디가 각각 장착된 다수의 엘이디바;

   상기 엘이디바의 일측끝단에 형성되며, 상기 엘이디바를 회전시키는 회전체;

   각각의 엘이디바의 상측에 하나씩 형성되며, 반원 형상인 확산플레이트; 및

   상기 엘이디바 하측에 형성되는 반사판;을 포함하여 이루어지고,

   상기 엘이디바는 일정한 간격으로 다수개 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛의 광원장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전체에 의하여 상기 엘이디바가 회전되며, 상기 엘이디바의 회전 각도에 따라 펄스폭변조 신호가 발생되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛의 광원장치.

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