KR101341801B1 - 액정표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치와 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널 후방에 위치하는 광원을 포함하며, 상기 광원은 복수의 구성 점광원으로 이루어진 점광원 그룹을 포함하며, 상기 점광원 그룹 중 적어도 일부는 시간에 따라 회전하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 색균일도가 우수한 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고,
도 2는 도 1의 A부분의 확대도이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 점광원그룹의 회전을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이고,
도 5a 내지 도 5d는 점광원그룹의 회전여부에 따른 광분포를 얻은 시뮬레이션 조건을 설명하기 위한 도면이고,
도 6a 내지 도 6d는 점광원그룹의 회전여부에 따른 광분포를 얻은 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치에서 점광원 그룹의 회전을 설명하기 위한 도면이고,
도 9내지 도 11은 각각 본 발명의 제3실시예 내지 제5실시예에 따른 액정표시장치에서 점광원 그룹의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
10 : 액정표시패널 20 : 광원
21 : 발광 다이오드 그룹 211, 212, 213 : 발광 다이오드
30 : 구동부 40 : 제어부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 색균일도가 우수한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 종래의 CRT를 대신하여 액정표시장치(LCD), PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting diode) 등의 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.
액정표시장치는 액정표시패널과 액정표시패널에 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛을 포함한다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다. 액정표시패널과 백라이트 유닛은 샤시 내에 수용되어 있다.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지형과 직하형으로 구분된다.
직하형 백라이트 유닛은 액정표시장치의 크기가 대형화되면서 중점적으로 개발된 구조로, 액정표시패널의 하부면에 하나 이상의 광원을 배치시켜 액정표시패널에 전면적으로 빛을 공급하는 구조이다. 이러한 직하형 백라이트 유닛은 에지형 백라이트 유닛에 비해 많은 수의 광원을 이용할 수 있어 높은 휘도를 확보할 수 있는 장점이 있는 반면, 휘도가 균일하지 않은 단점이 있다.
직하형 백라이트 유닛의 광원으로서 램프와 같은 선광원이 아닌 발광 다이 오드(light emitting diode)와 같은 점광원이 주목받고 있다. 발광 다이오드는 복수의 발광다이오드로 이루어져 있으며 백색광을 공급할 수 있는 발광다이오드 그룹을 기본단위로 배치되어 있다.
그런데 발광 다이오드를 사용하는 백라이트 유닛의 경우, 각 발광다이오드가 가지는 특성편차에 의해 색상의 불균일이 발생하여 사용자가 가로 띠무늬 또는 세로 띠무늬를 인식하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 색 균일도가 우수한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 색 균일도가 우수한 액정표시장치의 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 액정표시패널과, 상기 액정표시패널 후방에 위치하는 광원을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 광원은 복수의 구성 점광원으로 이루어진 점광원 그룹을 포함하며, 상기 점광원 그룹 중 적어도 일부는 시간에 따라 회전하는 것에 의하여 달성될 수 있다.
상기 점광원 그룹은 상기 액정표시패널과 평행한 평면 내에서 회전하는 것이 바람직하다.
상기 점광원은 발광다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 점광원 그룹의 회전축은 상기 점광원 그룹 영역을 통과하는 것이 바람직하다.
상기 점광원 그룹의 회전축은 상기 점광원 그룹 영역의 중심을 통과하는 것이 바람직하다.
상기 점광원 그룹은 정회전과 역회전을 반복하는 것이 바람직하다.
상기 정회전과 역회전의 회전각은 서로 동일하며, 30도 내지 300도인 것이 바람직하다.
상기 복수의 구성 점광원 중 적어도 일부는 서로 다른 색상의 빛을 발광하는 것이 바람직하다.
상기 구성 점광원은 3개로 마련되며, 상기 3개의 점광원은 서로 다른 색상을 발광하는 것이 바람직하다.
상기 구성 점광원은 정삼각형 형태로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구성 점광원은 4개로 마련되며, 상기 4개의 구성 점광원은 서로 다른 색상을 발광하는 것이 바람직하다.
상기 점광원은 정사각형 형태로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구성 점광원은 4개로 마련되며, 상기 4개의 구성 점광원 중 한쌍의 상기 구성 점광원은 동일한 색상을 발광하는 것이 바람직하다.
상기 구성 점광원은 정사각형 형태로 배치되어 있는 것이 바람직하다
상기 본 발명의 목적은 액정표시패널과, 상기 액정표시패널 후방에 위치하는 광원을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 광원은 방사상으로 배치된 복수의 구성 점광원을 가지는 점광원 그룹을 포함하며, 상기 점광원 그룹 중 적어도 일부는 시간에 따라 상기 각 구성 점광원과 상기 액정표시패널의 상대적 위치가 변화 하는 것에 의하여 달성된다.
상기 점광원 그룹은 상기 액정표시패널과 평행한 평면 내에서 회전하는 것이 바람직하다.
상기 점광원 그룹은 정회전과 역회전을 반복하는 것이 바람직하다.
상기 정회전과 역회전의 회전각은 서로 동일하며, 30도 내지 300도인 것이 바람직하다.
상기 점광원은 발광다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 다른 목적은 액정표시패널과, 상기 액정표시패널 후방에 위치하는 광원을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 광원은 복수의 구성 점광원으로 이루어진 점광원 그룹을 포함하며, 상기 점광원 그룹 중 적어도 일부를 시간에 따라 회전시키는 단계를 포함하는 것에 의하여 달성된다.
상기 점광원 그룹은 상기 액정표시패널과 평행한 평면 내에서 회전하는 것이 바람직하다.
상기 점광원은 발광다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 구성 점광원은 방사상으로 배치되어 있으며, 상기 점광원 그룹의 회전축은 상기 점광원 그룹 영역의 중심을 통과하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
이하의 실시예에서는 점광원을 발광 다이오드를 예로 들어 설명하나, 본 발명의 점광원은 발광 다이오드에 한정되지 않는다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면 액정표시장치(1)는 액정표시패널(10)과 액정표시패널(10)의 후방에 배치되어 있는 광원(20)을 포함한다. 다른 실시예에서 액정표시장치(1)는 액정표시패널(10)과 광원(20) 사이에 위치하는 확산판, 확산필름, 프리즘필름, 보호필름 등의 광학부재를 더 포함할 수 있다.
광원(20)은 복수의 발광다이오드 그룹(21)으로 이루어져 있으며, 액정표시패널(10)의 배면 전체에 걸쳐 배치되어 있다. 발광다이오드 그룹(21)은 액정표시패널(10)과 평행한 평면에 배치되어 있으며, 4*3형태로 배치되어 있다.
도 2를 참조하면 발광다이오드 그룹(21)은 적색광을 발광하는 적색 발광다 이오드(211), 녹색광을 발광하는 녹색 발광다이오드(212) 및 청색광을 발광하는 청색 발광다이오드(213)를 포함한다. 발광다이오드 그룹(21)을 이루고 있는 발광다이오드(211, 212, 213)는 정삼각형 형상을 이루며 배치되어 있다.
도시하지는 않았지만, 발광다이오드(211, 212, 213)는 전원공급을 위해 발광다이오드 기판에 장착될 수 있으며, 발광다이오드(211, 212, 213)가 위치하지 않는 발광다이오드 기판은 반사시트가 덮고 있을 수 있다.
제1실시예에서 각 발광다이오드 그룹(21)은 시간에 따라 회전하는데 이를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
액정표시장치(1)를 구동하면 제어부(40)는 구동부(30)가 각 발광다이오드 그룹(21)을 회전시키도록 제어한다. 구동부(30)는 모터 등의 회전수단을 포함할 수 있다. 실시예와 달리 액정표시장치(1)는 별도의 구동부(30) 및 제어부(40) 없이 발광다이오드(211, 212, 213)에서 발생되는 열을 이용하여 발광다이오드 그룹(21)을 회전시킬 수 있다.
발광다이오드 그룹(21)의 회전은 액정표시패널(10)과 평행한 평면 내에서 이루어지며, 회전축은 점광원그룹 영역의 중심을 통과한다. 이에 따라 도 3과 같이 발광다이오드 그룹(21) 내에 각 발광다이오드(211, 212, 213)의 위치는 시간에 따라 변화한다. 발광다이오드 그룹(21)의 회전속도는, 이에 한정되지는 않으나, 60rpm 내지 1200 rpm 정도 일 수 있다.
발광다이오드 그룹(21)을 회전시키는 이유는 다음과 같다.
발광다이오드 그룹(21)의 각 발광다이오드(211, 212, 213)의 빛은 서로 믹싱되어 백색광이 되어야 한다. 그런데 발광다이오드 그룹(21)이 고정되어 있는 종래의 경우, 빛의 믹싱은 발광다이오드(211, 212, 213)의 배치에 영향을 받아 완벽하게 이루어지지 못하게 된다. 또한 각 발광다이오드(211, 212, 213)는 파장과 광효율과 같은 특성에 편차가 있어, 색상불균일을 야기한다.
제1실시예에 따르면 각 발광다이오드(211, 212, 213)은 회전하면서 시간에 따라 서로 위치가 바뀐다. 이에 의해 빛의 믹싱이 효율적으로 이루어지며, 발광다이오드(211, 212, 213)의 특성 편차도 상쇄된다.
빛의 믹싱이 효율적으로 이루어지면, 액정표시패널(10)에 공급되는 빛의 색상균일도를 향상시킬 수 있다. 또한 믹싱을 위한 확산판, 확산필름 등의 사용을 생략할 수 있으며, 액정표시패널(10)과 광원(20) 간의 간격도 감소시킬 수 있다. 한편 빛의 믹싱이 효율적으로 이루어지기 때문에 발광다이오드 그룹(21)의 개수도 줄일 수 있는 효과가 있다.
발광 다이오드(211, 212, 213)는 빛을 발광하는 방향에 따라 주로 측면으로 빛을 발광하는 사이드 에미팅(side emmiting)방식과 주로 상부로 빛을 발광하는 탑 에미팅(top emmiting)방식으로 나누어진다. 이중 사이드 에미팅 방식은 색 균일도는 우수하나 휘도가 낮은 단점이 있다. 반면 탑 에미팅 방식은 휘도는 높으나 색 균일도는 낮다. 본 발명에서는 발광 다이오드 그룹(21)을 회전시켜 색 균일도를 향상시키므로 탑 에미팅 방식을 사용하여 휘도를 증가시키는 것이 바람직하다.
이상 설명한 발광다이오드 그룹(21)의 회전에 의한 효과를 시뮬레이션을 통해 확인하였는데, 이를 도 5a 내지 도 6d를 참조하여 설명한다. 도 6a 내지 6d는 발광다이오드 그룹(21) 상부에서 광분포를 나타낸 것으로 붉은 색으로 표시한 부분이 백색광 영역을 나타낸다.
시뮬레이션은 4가지 케이스를 대상으로 실시하였다. 이중 3가지 케이스에서는 회전없이 도 5a 내지 도 5c와 같이 발광다이오드(211, 212, 213)의 위치를 변경하였다. 이 3가지 경우의 결과는 각각 도 6a 내지 도 6c에 나타나 있다.
나머지 1가지 케이스에서는 발광다이오드(211, 212, 213)를 제1실시예와 같이 회전시켰으며, 그 결과는 도 6d에 나타나 있다.
도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 발광다이오드(211, 212, 213)를 회전시킨 경우, 백색광 영역을 나타내는 적색부분이 가장 넓음을 알 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여 제2실시예를 설명한다.
발광다이오드 그룹(21)은 액정표시패널(10)과 평행한 평면에서 회전하며, 회전축은 발광다이오드 그룹 영역의 중심을 통과한다. 제1실시예와 달리 발광다이오드 그룹(21)은 한방향으로 회전하지 않고 정회전과 역회전을 반복한다. 정회전과 역회전은 동일한 회전각(θ)으로 이루어지며, 회전각(θ)은 30도 내지 300도 일 수 있다.
도 9를 참조하여 제3실시예를 설명한다.
제 3실시예에서는 이웃한 발광다이오드 그룹(21) 간에 회전 방향이 서로 반대이다. 즉 일부 발광다이오드 그룹(21a, 21c)은 시계방향으로 회전하며, 다른 발광다이오드 그룹(21b, 21d)은 반시계 방향으로 회전한다.
다른 실시예서는 발광다이오드 그룹(21) 중 일부만이 회전할 수 있으며, 특히 둘레에 위치한 발광다이오드 그룹(21) 만이 회전할 수 있다.
도 10을 참조하여 제4실시예를 설명한다.
제 4실시예에서 발광다이오드 그룹(21)은 4개의 발광다이오드(211, 212a, 212b, 213)를 포함하며, 4개의 발광다이오드(211, 212a, 212b, 213)는 정사각형 형태로 배치되어 있다. 한 쌍으로 마련된 녹색 발광다이오드(212a, 212b)은 회전축을 중심으로 서로 마주보도록 배치되어 있다.
발광다이오드 그룹(21)은 이상의 실시예와 달리 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어 회전축 상에 일부 발광다이오드가 위치할 수도 있으며, 발광다이오드 들이 비대칭으로 배치될 수도 있다.
도 11을 참조하여 제5실시예를 설명한다.
제 5실시예에서 발광다이오드 그룹(21)의 회전축은 발광다이오드 그룹 영역 외부에 있다. 이에 따라 회전 시 발광다이오드 그룹(21) 자체의 위치가 변화한다. 제5실시예에서는 발광다이오드 그룹(21) 내에서 발광다이오드(211, 212, 213)의 배치는 변화하지 않았지만, 발광다이오드 그룹(21) 내에서 다른 실시예에서는 발광다 이오드(211, 212, 213)의 배치도 같이 변화할 수 있다..
발광다이오드 그룹(21)의 회전축은 이상의 실시예와 달리, 발광다이오드 그룹 영역 내에서 발광다이오드 그룹 영역의 중심과 다른 부분에서 마련될 수 있다.
비록 본발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 색 균일도가 우수한 액정표시장치와 그 구동방법이 제공된다.

Claims (23)

  1. 액정표시패널과, 상기 액정표시패널 후방에 위치하는 광원을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 광원은 복수의 구성 점광원으로 이루어진 점광원 그룹들을 포함하며,
    상기 점광원 그룹들은,
    개별 점광원 그룹의 배치가 상기 개별 점광원 그룹에 포함된 구성 점광원의 배치와 닮음이고, 상기 개별 점광원 그룹의 외부 영역에 위치하는 회전축을 중심으로 시간에 따라 회전하는, 그룹단위 회전 점광원 그룹을 포함하며,
    상기 그룹단위 회전 점광원 그룹의 개별 점광원 그룹에 포함된 상기 구성 점광원들은 회전하지 않는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그룹단위 회전 점광원 그룹은 상기 액정표시패널과 평행한 평면 내에서 회전하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구성 점광원은 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그룹단위 회전 점광원 그룹의 회전축은 상기 그룹단위 회전 점광원 그룹의 영역 중심을 통과하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 그룹단위 회전 점광원 그룹은 정회전과 역회전을 반복하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 삭제
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