KR101704034B1 - 백라이트 유닛, 백라이트 유닛의 구동 방법 및 그를 이용한 디스플레이장치 - Google Patents

백라이트 유닛, 백라이트 유닛의 구동 방법 및 그를 이용한 디스플레이장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 광원 및 상기 광원으로부터 입사되는 광을 방출하는 도광판을 각각 포함하는 복수의 광학 어셈블리들; 및, 상기 광원들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호 및 스캔 시작 시점을 나타내는 스캔 제어 신호를 상기 광학 어셈블리들로 공급하는 광원 구동부를 포함하며, 상기 공급되는 스캔 제어 신호는 상기 광원들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호에 따라 변경되는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛, 백라이트 유닛의 구동 방법 및 그를 이용한 디스플레이장치{A backlight unit, method for driving the backlight unit and display apparatus thereof}
본 발명은 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 백라이트 유닛의 밝기에 따라 스캔 지연 시간을 가변하여 백라이트 유닛을 구동시키는 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 디스플레이 장치가 연구되어 사용되고 있다.
이들 중 액정표시장치(LCD)는 액정(liquid crystal)의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시장치의 하나로써, 다른 표시장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널이 자체적으로 발광을 하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 상기 액정표시패널에 광을 제공하기 위한 별도의 광원을 필요로 한다.
종래의 액정표시장치는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 평판형광램프(flat fluorescent lamp, FFL) 등의 백색광을 발생하는 광원을 주로 사용하였다.
한편, 액정은 고유의 점성과 탄성으로 인해 전계가 가해진 후에도 재배열되는데 일정한 시간이 소요된다. 즉, 원하는 배열상태에 이르려면 수㎳ 정도의 반응시간이 필요하다. 만일, 액정이 완전히 응답하지 않은 상태에서 광을 공급할 경우 원하는 계조와 다른 영상이 표시될 수 있다. 따라서, 화소가 응답하고 있는 동안 그 화소에 대응하는 광원을 소등시키고, 응답이 완료된 후 광원을 점등시키는 스캐닝 구동방식이 제안되었다.
상기한 스캐닝 구동방식에서, 표시되는 영상과 발광되는 광원간의 수직동기가 맞지 않다면 실제 동영상 응답시간(Motion Picture Response Time; 이하 MPRT)의 개선 효과는 감소한다. 이러한 수직동기를 맞추기 위해 수직동기신호(Vsync)를 입력받아서 백라이트 장치의 스캐닝 시점을 동기시킨다.
그러나, 종래 기술에 따른 스캐닝 구동 방식은 입력 영상신호와 무관하게 동일한 대표 지연 값을 이용하여 백라이트 장치를 구동시키며, 이로 인해 백라이트 장치의 특정 밝기에 있어서 응답 특성과 상기 지연 값의 부조화가 발생하여 동영상 응답시간을 저하시키는 문제가 있다.
따라서, 동영상 응답시간을 개선 시킬 수 있는 백라이트 유닛의 구동 방법이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 입력 영상신호의 휘도에 따른 백라이트 유닛의 밝기에 따라 가변적으로 스캔 지연 시간을 변경할 수 있도록 하여, 디스플레이장치의 응답속도(MPRT:Motion Picture Responce Time)를 향상시키기 위한 백라이트 유닛의 구동 방법 및 그를 이용한 디스플레이장치를 제공할 수 있도록 한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 광원 및 상기 광원으로부터 입사되는 광을 방출하는 도광판을 각각 포함하는 복수의 광학 어셈블리들; 및, 상기 광원들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호 및 스캔 시작 시점을 나타내는 스캔 제어 신호를 상기 광학 어셈블리들로 공급하는 광원 구동부를 포함하며, 상기 공급되는 스캔 제어 신호는 상기 광원들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호에 따라 변경되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 구동 방법은 광원 및 상기 광원으로부터 측면 입사되는 광을 상측으로 방출하는 도광판을 각각 포함하는 광학 어셈블리들이 복수의 라인을 이루어 배치된 백라이트 유닛을 구동시키는 방법에 있어서, 상기 복수의 라인들 중 제 1 라인의 광학 어셈블리들에 포함된 광원들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호를 공급하는 단계; 및 상기 공급되는 데이터 신호에 의거하여 상기 제 1 라인의 스캔 시작 시점을 나타내는 라인 제어 신호를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 공급되는 라인 제어 신호는 상기 공급되는 데이터 신호에 따라 변경되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 백라이트 유닛의 밝기에 따라 가변적인 스캔 지연 시간을 적용함으로써, 디스플레이장치의 응답속도(MPRT:Motion Picture Responce Time)를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 디스플레이 장치의 전체적인 구성을 도시한 분해 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하, 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 실시 예의 기술적 범위를 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 더욱 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하, 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 실시 예의 기술적 범위를 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 더욱 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 디스플레이 장치의 전체적인 구성을 분해 사시도로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 모듈(200), 디스플레이 모듈(200)을 둘러싸는 프론트 커버(300) 및 백 커버(400), 디스플레이 모듈(200)을 프론트 커버(300) 및/또는 백 커버(400)에 고정시키기 위한 고정부재(500)를 포함할 수 있다.
고정 부재(500)는 일 측이 스크류 등과 같은 체결 부재에 의하여 프론트 커버(300)에 고정되고, 타 측이 디스플레이 모듈(200)을 프론트 커버(300)에 대하여 지지하여, 프론트 커버(300)에 대하여 디스플레이 모듈(200)이 고정되도록 할 수 있다.
본 실시 예에서는 고정부재(500)가 일례로 일 방향으로 길게 연장된 플레이트 형상으로 형성되는 것으로 설명되고 있으나, 별도의 상기 고정부재(500)가 제공되지 아니하고, 체결 부재에 의하여 디스플레이 모듈(200)이 프론트 커버(300) 또는 백 커버(400)에 고정되는 구성 또한 가능하다고 할 것이다.
도 2는 디스플레이 모듈 구성에 대한 실시 예를 단면도로 도시한 것으로, 도 1의 A-A를 따라 절개한 디스플레이 모듈(200)의 단면 구성을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 모듈(200)은 영상이 디스플레이되는 표시 패널(210), 표시 패널(210)에 광을 제공하는 백 라이트 유닛(100), 디스플레이 모듈(200)의 하측 외관을 형성하는 바텀 커버(110), 표시 패널(210)을 하측에서 지지하는 패널 서포터(240) 및 표시 패널(210)을 상측에서 지지하며 디스플레이 모듈(200)의 테두리를 형성하는 탑 커버(230)를 포함한다.
바텀 커버(110)는 백 라이트 유닛(100)이 수납될 수 있도록 상면이 개구된 박스 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 바텀 커버(110)의 일 측은 탑 커버(230)의 일 측과 고정될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(200)의 측면, 즉 바텀 커버(110)와 탑 커버(230)가 중첩되는 측에 스크류와 같은 체결 부재가 관통되어, 바텀 커버(110)와 탑 커버(230)를 고정시킬 수 있다.
표시 패널(210)은 상세히 도시되지는 않았지만, 예를 들어 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 하부 기판(211) 및 상부 기판(222)과 상기 두 기판 사이에 개재된 액정 층을 포함할 수 있다. 하부 기판(211)에는 다수의 게이트 라인과 상기 다수의 게이트 라인과 교차하는 다수의 데이터 라인이 형성되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)가 형성될 수 있다.
한편, 상부 기판(212)에는 컬러필터들이 형성될 수 있으나, 표시 패널(210)의 구조는 이에 한정되지는 않으며 표시 패널(210)은 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(211)은 박막 트랜지스터뿐만 아니라 컬러필터를 포함할 수도 있다. 또한, 표시 패널(210)은 상기 액정 층을 구동하는 방식에 따라 다양한 형태의 구조로 형성될 수 있다.
또한, 표시 패널(210)의 가장자리에는 게이트 라인에 스캔(scan) 신호를 공급하는 게이트 구동 PCB(gate driving printed circuit board)와, 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 PCB(data driving printed circuit board)가 구비될 수 있다. 표시 패널(210)의 위 및 아래 중 적어도 한 곳에는 편광 필름(미도시)이 배치될 수도 있다.
표시 패널(210)과 백라이트 유닛(100) 사이에는 광학 시트(220)가 배치될 수 있으며, 이러한 광학 시트(220)는 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 광학 시트(220)는 확산 시트(미도시) 또는 프리즘 시트(미도시) 등을 포함할 수 있다.
상기 확산 시트는 상기 도광판에서 출사된 광을 고르게 확산시켜 주며, 상기 확산된 광은 프리즘 시트에 의해 표시 패널로 집광될 수 있다. 여기서, 상기 프리즘 시트는 수평 또는/및 수직 프리즘 시트, 한 장 이상의 조도 강화 필름 등을 이용하여 선택적으로 구성할 수 있다. 광학 시트(220)의 종류나 개수 등은 실시 예의 기술적 범위 내에서 추가 또는 삭제될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 백라이트 유닛(100)은 다수의 분할 구동 영역을 형성하는 다수의 광학 어셈블리(10)를 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 광학 어셈블리(10)들에 대응하여 표시 패널(210)은 다수의 분할 영역을 가지며, 분할 영역의 그레이 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 광학 어셈블리(10)들이 표시 패널(210)의 휘도를 조절할 수 있다.
도 2에 도시된 액정 패널(210), 백라이트 유닛(100) 또는 백라이트 유닛(100)에 구비된 광학 어셈블리(10)의 형상 또는 구조는 본 발명에 따른 실시 예로써, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
도 3은 백라이트 유닛(100)의 구성에 대한 제1 실시 예를 평면도로 도시한 것으로, 전면에서 바라본 백라이트 유닛(100)의 구성을 간략하게 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 백라이트 유닛(100)에 구비된 다수의 광학 어셈블리(10)들은 x축, y축 방향으로 각각 N개 및 M개(N,M은 1 이상의 자연수)로 행렬 형태로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 광학 어셈블리(10)들은 서로 소정 영역이 중첩되어 배치될 수 있다. 즉, 광학 어셈블리(10)는 평면상에서 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)을 정의할 수 있으며, 제1 영역(A)은 광원(13), 제1 파트(15b) 및 사이드 커버(20)를 포함하고(도 10 참조), 제2 영역(B)은 상기 제 1 영역에서 제공받은 광을 전면으로 발산시킬 수 있다. 상기 제1 영역(A)은 인근에 배치되는 광학 어셈블리(10)의 제2 영역(B) 하부에 배치될 수 있다.
다수 개의 광학 어셈블리(10)들은 제1 영역(A)들이 서로 중첩되어 평면상에서 관찰되지 않도록 배치될 수 있다. 다만, 백라이트 유닛(100)의 일 측 모서리에 배치된 광학 어셈블리(10)들의 제1 영역(A)들은 중첩되지 않고 평면상에서 드러날 수 있다. 제2 영역(B)들은 앞/뒤 경계, 좌/우 경계가 밀착된 형태로 근접 배치되어 제공될 수 있다.
각 광학 어셈블리(10)는 엣지형 백라이트 방식으로 구동이 이루어지며, 각 광학 어셈블리(10)는 다시 하나의 광원으로서 동작하여 다수 개의 광학 어셈블리(10)들이 직하형 백라이트 방식으로 배치됨으로써 백라이트 유닛을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 발광 다이오드들이 화면상에 핫 스팟(hot spot)으로 관찰되는 문제를 해소할 수 있으며, 도광판의 두께를 감소시키고 광학 필름들의 수를 줄일 수 있어 백라이트 유닛의 슬림화를 구현할 수 있다.
예를 들어, 도 1의 백라이트 유닛(100)은 9개의 광학 어셈블리들(M1~M9)이 3×3 배열로 배치될 수 있다.
각 광학 어셈블리(10)들은 독립적인 어셈블리로 제작될 수 있으며, 근접 배치됨으로써 모듈형 백라이트 유닛을 형성할 수 있다. 이와 같은 모듈형 백라이트 유닛은 백라이트 수단으로서 표시 패널에 광을 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 백라이트 유닛(100)은 전체 구동 방식 또는 로컬 디밍(local dimming), 임펄시브(impulsive) 등과 같은 부분 구동 방식으로 구동될 수 있다. 상기 발광 다이오드(11)의 구동 방식은 회로 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이로써, 실시 예는 색대비비가 증대되고 화면상의 밝은 부분과 어두운 부분에 대한 이미지를 선명하게 표현할 수 있어 화질이 향상되는 효과가 있다.
즉, 백 라이트 유닛(100)은 다수의 분할 구동 영역으로 구분되어 동작하며, 상기 분할 구동 영역의 휘도를 영상 신호의 휘도와 연계하여 영상의 검은색 부분은 휘도를 감소시키고 밝은 부분은 휘도를 증가시킴으로써, 명암비 및 선명도를 향상시킬 수 있다.
상기 백라이트 유닛(100)이 로컬 디밍 방식으로 구동될 경우, 상기 광학 어셈블리(10)들에 대응하여 표시 패널은 다수의 분할 영역을 가지며, 상기 분할 영역들의 그레이 레벨의 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 광학 어셈블리(10)별로 휘도를 조절할 수 있다.
예를 들어, 광학 어셈블리 M5만 독립적으로 구동하여 발산시킬 수 있다.
실시 예에 따른 백라이트 유닛(100)은 부분 구동 방식을 적용함으로써 소비 전력을 감소시켜 비용절감의 효과가 있다.
또한, 실시 예에 따른 백라이트 유닛(100)은 광학 어셈블리(10)들을 조립하여 백라이트 유닛(100)을 제조하는 공정이 간단하고 조립 과정에서 발생할 수 있는 로스(loss)를 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(100)의 조립 과정에서 발생할 수 있는 도광판 스크래치 등에 의한 불량 발생을 줄이고 광학적 무라(mura) 발생을 개선시킬 수 있어 공정 신뢰성을 향상시키고 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
실시 예에 따른 백라이트 유닛(100)은 광학 어셈블리(10)를 표준 규격화하여 대량 생산함으로써 다양한 사이즈의 백라이트 유닛에 적용할 수 있는 효과가 있다.
실시 예에 따른 백라이트 유닛(100)의 광학 어셈블리(10)들 중 어느 하나에 불량이 발생할 경우 전체의 백라이트 유닛(100)을 교체할 필요 없이 불량이 발생한 광학 어셈블리만 교체하면 되므로 교체 작업이 용이하고 부품 교체 비용이 절감되는 효과가 있다.
실시 예에 따른 광학 어셈블리(10) 및 이를 구비하는 백라이트 유닛(100)은 외부로부터의 충격 또는 환경 변화에 대해 강건하고 내구성이 뛰어난 효과가 있다.
실시 예에 따른 백라이트 유닛(100)의 광학 어셈블리(10)들은 인접한 광학 어셈블리(10)들의 일부가 서로 중첩되어 배치되므로 광학 어셈블리(10)들 경계에서의 휘선 또는 암선 발생을 개선시키고 광의 균일성 확보가 가능한 효과가 있다.
실시 예에 따른 백라이트 유닛(100)은 대형 표시 패널에 적용이 용이하다. 또한, 실시 예는 백라이트 유닛 및 디스플레이 모듈의 슬림화에 유리한 효과가 있다.
도 3에서는 광원 및 도광판이 하나의 광학 어셈블리(10)를 구성하고 복수의 광학 어셈블리(10)들이 백라이트 유닛(100)을 구성하는 것을 예로 들어 본 발명에 따른 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
즉, 본 발명은 도광판을 포함하지 아니하고, 액정 패널(210)의 하측에 배치된 복수의 광원들을 이용하여 액정 패널(210)에 광을 제공하는 방식에도 적용 가능하며, 이 경우 백라이트 유닛(100)에 포함된 복수의 광원들이 도 3에 도시된 바와 같은 복수의 영역들, 예를 들어 M1~M9으로 분할되어 구동될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 디스플레이 장치는 액정 패널(210), 백라이트 유닛(100), 패널 구동부(250) 및 저장부(270)를 포함하고, 백라이트 유닛(100)은 광원 구동부(260)를 포함할 수 있다.
표시 패널(210)은 도 3에 도시된 백라이트 유닛(100)과 대응되는 직사각형 형상으로 마련되며, 영상 신호는 단변의 연장 방향을 스캔(scan) 방향으로 하여 프레임 단위로 스캔될 수 있다. 한편, 표시 패널(210)에서는 초당 60, 120 또는 180 프레임으로 영상이 표시될 수 있으며, 상기 초당 프레임 수가 증가할수록 프레임의 스캔 주기(T)는 짧아진다.
패널 구동부(250)는 외부로부터 각종 제어 신호 및 영상 신호를 입력받아 표시 패널(210)을 구동시키기 위한 구동 신호를 생성하여 표시 패널(210)에 공급한다. 예를 들어, 패널 구동부(250)는 표시 패널(210)의 게이트선과 연결되는 게이트 구동부(미도시), 데이터 구동부(미도시) 및 이들을 제어하는 타이밍 컨트롤러(미도시) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 패널 구동부(250)는 영상 신호에 대응하여 백라이트 유닛(100)에 포함된 광원들의 휘도가 제어되도록, 상기 영상 신호에 대응되는 영상 정보를 광원구동부(260)로 출력할 수 있다. 또한, 패널 구동부(250)는 표시 패널(210)에 하나의 프레임이 표시되는 스캔 주기(T)에 대한 정보, 예를 들어 수직 동기 신호(Vsync)를 광원 구동부(260)로 제공할 수 있다.
광원 구동부(260)는 상기 입력된 스캔 주기(T)에 따라 백라이트 유닛(100)에 포함된 광원들을 구동시켜, 표시 패널(210)에서 영상이 표시되는 것에 동기하여 상기 광원들로부터 광이 방출되도록 제어할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(100)은 광원을 각각 포함하여 분리 구동되는 복수의 광학 어셈블리(10)들을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 광학 어셈블리(10)들은 복수의 라인들을 형성하며 행렬 형태로 배치될 수 있다.
이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 광원 구동부(260)는 스캐닝 제어부(261) 및 복수의 DIC(Driver IC)(262, 263, 264)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스캐닝 제어부(261)는 상기 패널 구동부(250)를 통해 공급되는 영상정보를 이용하여 상기 광학 어셈블리(10)들에 포함된 광원의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호와, 상기 데이터 신호에 의거하여 광학 어셈블리의 스캔 시작 시점을 나타내는 라인 제어신호를 공급한다.
상기 복수의 DIC는 상기 광학 어셈블리(10)들이 이루는 라인별로 형성된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 광학 어셈블리(10)들이 제 1 광학 어셈블리(10a), 제 2 광학 어셈블리(10b) 및 제 3 광학 어셈블리(10c)로 구성된다면, 상기 복수의 DIC는 상기 제 1 광학 어셈블리(10a)를 구동시키는 제 1 DIC(262)와, 제 2 광학 어셈블리(10b)를 구동시키는 제 2 DIC(263)와, 제 3 광학 어셈블리(10c)를 구동시키는 제 3 DIC(264)로 구성될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 상기 스캐닝 제어부(261)와 복수의 DIC(262, 263, 264)를 광원 구동부(260)로 병합하여 설명하기로 한다.
한편, 광학 어셈블리(10)에 포함된 광원은 복수의 점광원들, 예를 들어 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)들을 포함할 수 있으며, 하나의 광학 어셈블리(10)에 포함된 복수의 점광원들은 동시에 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다. 한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 하나의 광학 어셈블리(10)에 포함된 복수의 점광원들은 다시 복수의 블록으로 분할되어, 상기 분할된 블록별로 동시에 턴-온 또는 턴-오프되어 분할 구동될 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 광원 구동부(260)는 패널 구동부(250)로부터 입력되는 영상 정보에 대응하는 휘도 값을 가지는 데이터 신호와 스캔 주기(T)에 대응하여 광학 어셈블리(10)들이 이루는 라인별로 순차적인 스캔이 이루어지도록 하는 라인 제어 신호를 백라이트 유닛(100)에 구비된 광학 어셈블리들(10)로 공급할 수 있다.
이하, 도 3에 도시된 9개의 광학 어셈블리들(M1~M9)이 3×3 배열로 배치된 백라이트 유닛(100)을 예로 들어 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 구동 방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 광원 구동부(260)는 라인 단위, 즉 M1~M3 광학 어셈블리(10)들이 이루는 제1 라인(도 7에서의 제 1 광학 어셈블리), M4~M6 광학 어셈블리(10)들이 이루는 제2 라인(도 7에서의 제 2 광학 어셈블리) 및 M7~M9 광학 어셈블리(10)들이 이루는 제3 라인(도 7에서의 제 3 광학 어셈블리)별로, 각 라인에 포함된 광원들에서 방출되는 광의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호 및 각 라인의 스캔 시작 시점을 나타내는 라인 제어 신호를 공급할 수 있다. 이때, 상기 라인 제어 신호는 상기 데이터 신호에 의해 변경된다. 상기 데이터 신호에 따라 변경되는 라인 제어 신호에 대해서는 하기를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
즉, 광원 구동부(260)는 상기 제 1 라인의 광학 어셈블리들(M1~M3)에 광원의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호 및 스캔 시작 시점을 나타내는 라인 제어 신호를 공급하고, 상기 제2 라인의 광학 어셈블리들(M4~M6)에 상기 데이터 신호 및 라인 제어 신호를 공급하며, 상기 제3 라인의 광학 어셈블리들(M7~M9)에 상기 데이터 신호 및 라인 제어 신호를 공급하여, 백라이트 유닛(100)을 라인 단위로 순차적으로 스캔 구동시킬 수 있다.
상기 데이터 신호는 각 광학 어셈블리(10)에 포함된 광원의 휘도를 제어하는 역할을 하며, 좀 더 구체적으로는 상기 데이터 신호에 따라 광원에 공급되는 구동 전원이 결정될 수 있다. 또한, 상기 라인 제어 신호에 따라 각 라인에 공급된 데이터 신호의 스캔 시작 시점이 결정될 수 있으며, 예를 들어 상기 제1, 2, 3 라인들에 각각 포함된 광학 어셈블리(10)들은 광원 구동부(260)로부터 입력된 상기 라인 제어 신호에 따라 라인별로 상기 데이터 신호가 순차적으로 입력될 수 있다.
상기와 같이 백라이트 유닛(100)에 구비된 광원들이 라인 단위로 스캔 구동됨에 따라, 백라이트 유닛(100)은 입력되는 영상 정보와 동기하여 광을 표시 패널(210)에 제공할 수 있다.
도 5 및 도 6은 광원 구동부(260)가 광원들로 공급되는 구동 신호의 파형에 대한 실시 예들을 타이밍도로 도시한 것으로, 도시된 구동 신호에 대한 설명에 있어서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 광원 구동부(260)는 패널 구동부(250)로부터 하나의 프레임에 대응되는 스캔 주기(T)에 대한 정보를 입력받으며, 광원 구동부(260)는 상기 스캔 주기(T)에 따라 연속하는 두 수직 동기 신호(Vsync) 사이의 프레임 구간 동안 백라이트 유닛(100)에 포함된 복수의 광학 어셈블리(10)들을 라인 단위로 순차적으로 스캔 구동시킬 수 있다.
즉, 광원 구동부(260)는 제1 라인의 광학 어셈블리들, 예를 들어 M1~M3 광학 어셈블리들에 포함된 광원들 각각의 휘도 값을 나타내는 제 1 라인 데이터 신호(Data 1) 및 상기 제1 라인의 광원들이 상기 데이터 신호(Data 1)에 따라 스캔되는 시점까지의 지연 시간(delay time)을 나타내는 제1 라인 제어 신호(delay 1)를 백라이트 유닛(100)의 광학 어셈블리들로 공급할 수 있다.
그 후, 광원 구동부(260)는 제2 라인의 광학 어셈블리들, 예를 들어 M4~M6 광학 어셈블리들에 포함된 광원들 각각의 휘도 값을 나타내는 제2 라인 데이터 신호(Data 2) 및 상기 제2 라인의 광원들이 상기 데이터 신호(Data 2)에 따라 스캔되는 시점을 나타내는 제2 라인 지연 시간(delay 2)을 백라이트 유닛(100)의 광학 어셈블리들로 공급할 수 있다.
마지막으로, 광원 구동부(260)는 제3 라인의 광학 어셈블리들, 예를 들어 M7~M9 광학 어셈블리들에 포함된 광원들 각각의 휘도 값을 나타내는 제3 라인 데이터 신호(Data 3) 및 상기 제3 라인의 광원들이 상기 데이터 신호(Data 3)에 따라 스캔되는 시점을 나타내는 제3 라인 제어 신호(delay 3)를 백라이트 유닛(100)의 광학 어셈블리들로 공급할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 광원 구동부(260)가 복수의 라인들 별로, 예를 들어 제1, 2, 3 라인들 각각에 대해 데이터 신호(data 1, 2, 3) 및 라인 제어 신호(delay 1, 2, 3)를 순차적으로 공급함에 따라, 백라이트 유닛(100)에 포함된 복수의 광학 어셈블리들, 보다 구체적으로는 광원들이 라인 단위로 스캔 구동될 수 있다.
다만, 상기와 같이 광원 구동부(260)가 각 라인의 광원들이 스캔되는 시점을 나타내는 지연 시간(delay time) 값을 상기 데이터 신호와 함께 공급하는 경우, 광원 구동부(260)에서 광학 어셈블리(10)들로 전송해야하는 데이터의 량이 증가할 수 있으며, 상기와 같은 데이터 량의 증가로 인해 다수의 통신 채널(channel)들을 사용해야하며, 그에 따라 디스플레이 장치의 제조 비용이 증가할 수 있다.
도 6을 참조하면, 광원 구동부(260)는 백라이트 유닛(100)에 포함된 광학 어셈블리(10)들이 이루는 복수의 라인들 각각에 대해, 라인별로 해당 라인의 광원들이 스캔 되는 시점을 나타내는 스캔 제어 신호(Vsync 1, 2, 3)를 공급할 수 있다.
즉, 광원 구동부(260)는 제1 라인(M1~M3) 광원들의 휘도 값을 나타내는 제1 라인 데이터 신호(Data 1), 제2 라인(M4~M6) 광원들의 휘도 값을 나타내는 제2 라인 데이터 신호(Data 2) 및 제3 라인(M7~M9) 광원들의 휘도 값을 나타내는 제3 라인 데이터 신호(Data 3)를 데이터 라인(data)을 통해 순차적으로 공급할 수 있다.
또한, 광원 구동부(260)는 상기 제1 라인의 스캔 시작 시점에 동기하여 제1 라인 제어 신호(Vsync 1)를 상기 제1 라인의 광학 어셈블리들(M1~M3)로 공급하고, 상기 제2 라인의 스캔 시작 시점에 동기하여 제2 라인 제어 신호(Vsync 2)을 상기 제2 라인의 광학 어셈블리들(M4~M6)로 공급하며, 상기 제3 라인의 스캔 시작 시점에 동기 제3 라인 제어 신호(Vsync 3)를 상기 제3 라인의 광학 어셈블리들(M1~M3)로 공급할 수 있다.
백라이트 유닛(100)에 포함된 복수의 광학 어셈블리(10)들은 광원 구동부(260)로부터 라인 제어 신호(Vsync 1, 2, 3)가 입력되면, 상기 입력된 라인별 데이터 신호(data 1, 2, 3)에 따라 스캔 작업을 수행하여 각 라인의 광원들이 상기 데이터 신호(data 1, 2, 3)에 대응되는 휘도 값을 가지도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 광원 구동부(260)는 입력되는 수직 동기 신호(Vsync)를 라인별로 일정 시간만큼 지연시켜 도 6에 도시된 바와 같은 라인 제어 신호들(Vsync 1, 2, 3)을 생성할 수 있으며, 라인별로 수직 동기 신호(Vsync)가 지연되는 시간은 각 라인의 스캔 시작 시점에 따라 설정될 수 있다.
즉, 광원 구동부(260)는 수직 동기 신호(Vsync)를 제 1 라인의 스캔 시작 시점에 맞춰 지연시킨 제 1 라인 제어 신호(Vsync 1)를 상기 제 1 라인의 광학 어셈블리(10)들로 공급하고, 수직 동기 신호(Vsync)를 제2 라인의 스캔 시작 시점에 맞춰 지연시킨 제2 라인 제어 신호(Vsync 2)를 상기 제2 라인의 광학 어셈블리(10)들로 공급하며, 수직 동기 신호(Vsync)를 제3 라인의 스캔 시작 시점에 맞춰 지연시킨 제3 라인 제어 신호(Vsync 3)를 상기 제3 라인의 광학 어셈블리(10)들로 공급함으로써, 백라이트 유닛(10)을 라인 단위로 스캔 구동할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 스캔 라인들의 개수만큼의 라인 제어 신호들(Vsync 1, 2, 3)을 이용해 백라이트 유닛(10)을 라인 단위로 구동시킴으로써, 도 5에 도시된 바와 같은 라인별 지연 시간 값(delay 1, 2, 3)의 전송이 생략될 수 있으며, 그로 인해 광원 구동부(260)와 광학 어셈블리(10)들 사이의 데이터 통신량이 감소될 수 있다.
상기에서는 도 3 내지 6을 참조하여 9개의 광학 어셈블리들(M1~M9)이 3×3 배열로 배치된 백라이트 유닛(100)을 예로 들어 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구동 방법에 대한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
즉, 본 발명에 따른 백라이트 유닛(100)은 행 방향으로 2개 이하 또는 4개 이상의 광학 어셈블리들을 포함할 수 있으며, 열 방향으로도 2개 이하 또는 4개 이상의 광학 어셈블리들을 포함할 수 있다. 이 경우에도, 상기 백라이트 유닛(100)에 포함된 복수의 광학 어셈블리들은 라인 단위로 순차 스캔될 수 있다.
또한, 상기에서는 백라이트 유닛(100)의 복수의 라인들이 각각 서로 다른 시점에서 순차적으로 스캔되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 그와 달리 상기 복수의 라인들 중 2 이상의 라인들이 동시에 스캔될 수도 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛(100)에 포함된 광학 어셈블리(10)들이 10개의 라인을 형성하는 경우, 상기 10개의 라인들 중 2 라인 단위, 즉 2 라인씩 5번으로 나뉘어 순차적으로 스캔 구동될 수 있다.
이하에서는 상기 각 라인의 광학 어셈블리들에 공급되는 라인 제어 신호에 대해 설명하기로 한다.
상기 설명한 바와 같이, 상기 라인 제어 신호는 상기 데이터 신호에 따라 각 라인의 광원들이 스캔되는 시점에 대한 정보, 보다 구체적으로는 상기 각 라인의 광원들이 스캔되는 시점까지의 지연 시간(delay time)을 나타낸다.
이때, 상기 라인 제어 신호는 상기 각 라인에 공급되는 데이터 신호, 다시 말해서, 상기 각 라인에 포함된 광원 휘도 값과 무관하게, 하나의 동일한 대표 지연 시간을 토대로 제공될 수 있다.
다시 말해서, 상기 광원들의 최대 휘도 값에서부터 최소 휘도 값까지 모든 휘도 값을 커버할 수 있는 대표 지연 시간 값을 결정하고, 그에 따라 상기 결정된 지연 시간 값을 상기 데이터 신호와 함께 각 라인의 광학 어셈블리들에 제공할 수 있다.
그러나, 상기와 같이 하나의 대표 지연 시간 값을 이용하여 각 광원들에 동일한 라인 제어신호를 공급하면, 특정 휘도 값으로 구동되는 광원들에서 상기 지연 시간과 액정의 응답 특성이 미스매치(mismatch)되어 동영상 응답 시간(MPRT)이 저하되는 문제가 발생한다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 상기 각 라인의 광학 어셈블리들에 공급되는 데이터 신호에 따라, 상기 광학 어셈블리들에 공급되는 라인 제어신호를 가변적용하여 공급한다.
이때, 상기 각 광학 어셈블리들에 공급되는 라인 제어신호는 해당 광학 어셈블리들에 공급되는 데이터 신호에 대응되어 가변 적용된다. 도 8에 도시된 바와 같이 상기 라인 제어 신호 즉, 지연 시간은 상기 각 라인에 공급되는 데이터 신호와 반비례 관계로 가변될 수 있다.
즉, 응답 속도는 광원들의 휘도 값에 의해 변경되는데, 상대적으로 높은 휘도 값으로 광원이 구동될 때에는 낮은 응답 속도를 가지며, 상대적으로 낮은 휘도 값으로 광원이 구동될 때에는 높은 응답 속도를 가지게 된다. 즉, 상기 응답속도는 광원이 상기 데이터 신호에 대응되는 휘도 값으로 구동되기까지의 시간과 관계를 가지며, 이에 따라 상대적으로 높은 휘도 값으로 광원이 구동될 때에는 낮은 응답 특성이 나타난다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 상대적으로 높은 휘도 값으로 광원이 구동될 때에는 상기 지연 시간을 낮게 설정하여 적용하고, 상대적으로 낮은 휘도 값으로 광원이 구동될 때에는 상기 지연 시간을 높게 설정하여 적용하도록 한다.
즉, 상기 광학 어셈블리들이 최대 휘도 값으로 구동될 때에는 최소 지연 시간을 적용하고, 상기 광학 어셈블리들이 최소 휘도 값으로 구동될 때에는 최대 지연 시간을 적용한다. 그리고, 상기 설정된 최소 지연 시간과 최대 지연시간을 이용하여 모든 휘도 값에 대응되는 지연 시간을 연산하여 적용할 수 있다.
상기 지연 시간은 하기 기재된 수학식에 의거하여 연산될 수 있다.
Figure 112010055536357-pat00001
a: max delay time
b: minimum delay time
즉, 광원 구동부(260)는 상기 패널 구동부로부터 영상정보가 전달되면, 상기 전달된 영상정보로부터 상기 광원 어셈블리들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호를 생성한다. 또한, 광원 구동부(260)는 상기 생성한 데이터 신호를 상기 수학식 1에 적용하여 상기 데이터 신호에 따른 지연 시간 값을 연산한다.
즉, 상기 최대 값(a)이 10ms로 설정되고, 최소 값(b)이 5ms로 설정되어 있으며, 상기 광원 어셈블리들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호 다시 말해서, 백라이트 유닛의 밝기가 50인 경우, 상기 데이터 신호에 따라 적용될 지연 시간은 7.5ms이다. 이때, 상기 백라이트 유닛의 최대 밝기는 100으로 하고, 최소 밝기는 0으로 한다. 즉, 백라이트 유닛의 계조는 0~255 단계로 이루어지며, 이에 따라 상기 각 단계를 100개의 그룹으로 그룹핑하여, 상기 백라이트 유닛의 계조에 대응되는 밝기 값을 상기 수학식 1에 적용하여 그에 따른 지연 시간 값을 연산할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 상기 광원 구동부(260)는 상기와 같은 지연 시간 값을 실시간으로 연산하여 상기 광학 어셈블리들(10)에 제공할 수도 있지만, 최초 각 데이터 신호에 따른 지연 시간 값을 연산해놓고, 그에 따라 상기 각 데이터 신호에 따른 지연 시간 값을 테이블화한 정보를 저장부(270)에 저장해놓을 수도 있다. 이와 같이 저장부(270)에 각 데이터 신호에 대한 지연 시간 값이 저장되어 있는 경우, 상기 광원 구동부(260)는 상기 저장부(270)로부터 데이터 신호에 따른 지연 시간 값을 획득하여 상기 광원 어셈블리들에 공급할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 적용되는 스캔 제어 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시 예에서는 만약 데이터 신호에 따른 백라이트 유닛의 밝기가 0인 경우, (a) 파형에 대응되는 스캔 제어 신호를 광학 어셈블리들에 제공하고, 백라이트 유닛의 밝기가 30인 경우, (b) 파형에 대응되는 스캔 제어신호를 광학 어셈블리들에 제공하며, 백라이트 유닛의 밝기가 50인 경우, (c) 파형에 대응되는 스캔 제어신호를 광학 어셈블리들에 제공하며, 백라이트 유닛의 밝기가 70인 경우, (d) 파형에 대응되는 스캔 제어신호를 광학 어셈블리들에 제공하며, 백라이트 유닛의 밝기가 100인 경우, (e) 파형에 대응되는 스캔 제어신호를 광학 어셈블리들에 제공한다.
도 10은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선도에 따른 도시한 백라이트 유닛의 단면도이고, 도 11는 도 10의 사시도이다. 그리고, 도 12 내지 14는 실시 예에 따른 광학 어셈블리의 각 부분을 보여주는 사시도이다.
도 10 내지 12를 참조하면, 실시 예에 따른 광학 어셈블리(10)는 광원(13), 도광판(15) 및 반사 부재(17)와, 광원(13) 및 도광판(15)을 고정하기 위한 사이드 커버(20)를 포함한다. 그리고, 사이드 커버(20)는 바텀 커버(110)에 대한 고정 위치를 제공하며, 제1 사이드 커버(21) 및 제 2사이드 커버(22)를 포함한다.
도광판(15)은 제1 파트(15b) 및 제2 파트(15a)를 포함한다. 그리고, 제2 파트(15a)는 면 광원이 발생되는 상면, 상면과 대향하는 하면, 네 개의 측면들로 이루어질 수 있다.
제1 파트(15b)는 제2 파트(15a)의 측면들 중 하나의 측면 하부를 따라 수평 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 여기서, 제1 파트(15b)는 광원(13)으로부터 광이 입사되는 입광부로 지칭할 수 있으며, 제2 파트(15a)는 상측으로 광을 방출하여 실질적으로 표시 패널(210)에 광을 제공하는 발광부로 지칭할 수 있다.
도광판(15)의 상면 또는 하면에는 산란 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 산란 패턴은 소정의 패턴으로 이루어져 입사되는 광을 난반사 시킴으로써 도광판(15) 전면에서 광 균일성을 향상시키는 역할을 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제2 파트(15a)는 제1 파트(15b)에 인접한 일 측에서 반대편의 타 측 단부로 갈수록 도광판(15)의 하면은 소정 각도로 경사지게 형성될 수 있으며, 그에 따라 제2 파트(15a)의 두께가 점점 얇아질 수 있다.
도광판(15)의 하면에는 반사 부재(17)가 구비될 수 있다. 반사 부재(17)는 상기 제1파트(15b)를 통해 측면 입사된 광이 도광판(15) 내부에서 가이드되어 반사 부재(17)에 반사된 다음 상면으로 출사될 수 있도록 한다. 또한, 반사 부재(17)는 중첩되어 배치된 다른 광학 어셈블리(10)에서 발생된 광에 의한 간섭을 차단하는 역할을 할 수도 있다.
제1 파트(15b)는 도광판(15)의 측면 하부를 따라 돌출된 구조를 가질 수 있으며, 상면으로부터 소정 높이(a)로 돌출된 돌기(30)를 포함할 수 있다.
돌기(30)는 제1 파트(15b)의 상면에서 x축 방향으로 적어도 두 군데에 형성될 수 있다. 돌기(30)는 다양한 형상, 예를 들어 직육면체와 유사한 형태를 가질 수 있다. 돌기(30)는 제1 사이드 커버(21)에 걸림으로써 x축 및 y축으로의 도광판(15)의 흔들림을 방지할 수 있다.
한편, 돌기(30)의 모서리들 중 일부(30a)는 둥글게 형성되어 도광판(15)의 움직임에 의해 돌기(30)에 가해진 충격으로 돌기에 크랙(crack)이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
돌기(30)는 제1 파트(15b) 상면으로부터 0.3~0.6mm의 높이(a)를 가질 수 있으며, x축에서의 폭(b)은 2~5mm이고, y축에서의 폭(c)은 1~3mm일 수 있다.
또한, 돌기(30)는 인근의 발광 다이오드(11)들 사이에 배치될 수 있으며, 제1 파트(15b)의 상면에서 입광면(16)에 근접하여 형성될 수 있다. 그로 인해, 발광 다이오드(11)들에서 발생된 광이 도광판(15)과 일체로 형성된 돌기(30)로 인하여 광학적 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
발광 다이오드(11)들과, 도광판(15)의 제1 파트(15b) 상면에 형성된 돌기(30)의 위치 관계 및 돌기(30)의 사이즈는 이에 한정되는 것은 아니며, 광학적 설계, 부품들 및 제품군에 따라 다양한 위치 관계를 가질 수 있는 것이다.
도광판(15)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다. 도광판(15)은 압출 성형법에 의해 형성될 수 있다.
도 10 및 도 13을 참조하면, 상기 광원(13)은 적어도 하나의 발광 다이오드(11) 및 발광 다이오드(11)가 실장되는 모듈 기판(12)을 포함할 수 있다.
발광 다이오드(11)는 모듈 기판(12) 상에 x축 방향으로 배열되어 제1 파트(15b)의 입광면(16)에 근접 배치될 수 있다.
모듈 기판(12)은 메탈 코어 PCB, FR-4 PCB, 일반 PCB, 플렉시블 기판 등으로 이루어지며, 실시 예의 기술적 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.
모듈 기판(12) 하부에는 방열 부재(thermal pad, 미도시)가 배치될 수 있다. 상기 방열 부재가 상기 모듈 기판(12)과 상기 제2사이드 커버(22) 사이에 형성될 수 있다.
발광 다이오드(11)는 사이드 발광 타입일 수 있으며, 발광 다이오드(11)는 적색, 청색, 녹색 등과 같은 컬러 중에서 적어도 한 컬러를 방출하는 유색 LED이거나 백색 LED로 구현될 수 있다. 또한 상기 유색 LED는 적색LED, 청색LED 및 녹색LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 발광 다이오드(11)의 배치 및 방출 광은 실시 예의 기술적 범위 내에서 변경될 수 있다.
발광 다이오드(11)에서 발생된 광은 상기 제1 파트(15b)로 측면 입사된다. 발광 다이오드(11)들에서 입사된 광들은 제1 파트(15b)를 포함하는 도광판(15) 내에서 혼색이 이루어질 수 있다.
발광 다이오드(11)들에서 입사된 광은 제1 파트(15b) 내에서 가이드되어 제2 파트(15a)로 입사된다. 제2 파트(15a)로 입사된 광은 하면의 반사 부재(17)에 의해 반사되어 상면으로 출사된다. 이때, 도광판(15) 하면에 형성된 산란 패턴에 의하여 광은 산란 및 확산되므로 광 균일성이 향상될 수 있다.
발광 다이오드(11)들은 모듈 기판(12) 상에서 소정 간격으로 배치될 수 있다. 도광판(15)에 형성된 돌기(30)에 의한 광학적 영향을 최소화하기 위하여 발광 다이오드(11)는 돌기(30)에 대해 사선 방향에 배치될 수 있다. 이로써, 돌기(30) 주변의 발광 다이오드(11)들의 간격은 다른 발광 다이오드(11)들의 간격보다 넓을 수도 있다.
제1 사이드 커버(21) 및 제2 사이드 커버(22)의 결합을 위한 공간을 확보하고, 결합력에 의하여 도광판(15)이 눌림으로써 발생될 수 있는 광학적 영향을 최소화하기 위하여 발광 다이오드(11)들 중 일부 발광 다이오드(11)의 간격은 다른 발광 다이오드(11)들의 간격보다 넓을 수도 있다.
예를 들어, 인접한 발광 다이오드(11)들의 제1 간격(d)이 약 10mm 라고 하면, 결합을 위한 공간이 마련된 위치 인근의 발광 다이오드(11)들의 제2 간격(e)은 약 13mm 일 수도 있다.
발광 다이오드(11)들에 의해 발생된 광은 제1 파트(15b)를 포함하는 도광판(15) 내에서 혼색되어 균일하게 상기 제2파트(15a)에 제공될 수 있다.
도 10 및 도 14를 참조하면, 광원(13) 및 상기 도광판(15)의 일부를 감싸도록 사이드 커버(20)가 형성된다. 예를 들어, 사이드 커버(20)는 광원(13) 및 제1 파트(15b)의 상부에 배치되는 제1 사이드 커버(21)와 제1 파트(15b)의 하부에 배치되는 제2 사이드 커버(22)를 포함할 수 있다. 한편, 사이드 커버(20)는 플라스틱 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
제1 사이드 커버(21)는 제1 파트(15b)의 상면과 대향하며 형성된다. 제1 사이드 커버(21)는 제1 파트(15b)의 상면에서 입광면(16)과 대향하도록 아래 방향(z축 선상)으로 절곡되어 형성될 수 있다.
제2 사이드 커버(22)는 제1 파트(15b)의 하면과 대향하며 형성된다. 제2 사이드 커버(22)는 제1 파트(15b)의 하면에서 입광면(16)과 대향하도록 위 방향(z축 선상)으로 절곡되어 형성될 수 있다. 제2 사이드 커버(22)의 일부(22a)는 도광판(15)의 하면 즉, 경사면의 일부를 따라 경사지게 형성될 수 있으며, 제2 사이드 커버(22)에는 광원(13)이 수납될 수 있다.
제1 사이드 커버(21) 및 제2 사이드 커버(22)는 제1 고정 부재(51)에 의하여 서로 체결되어 광원(13) 및 도광판(15)이 외부 충격에 흔들리지 않으며, 특히 z축 방향으로의 흔들림이 방지될 수 있도록 한다.
제2 사이드 커버(22)는 도광판(15)의 경사면을 지지하여 도광판(15) 및 광원(13)의 정렬 상태를 단단히 유지할 수 있으며 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
제1 사이드 커버(21)는 제1 파트(15b)의 돌기(30)와 대응하는 위치에 제1 홀(41)이 형성될 수 있으며, 제1 홀(41)은 돌기(30)가 끼워져 걸리도록 돌기(30)보다 크게 형성될 수 있다. 한편, 제1 홀(41)의 둘레는 끼워진 돌기(30)의 일부 모서리와 소정 간격 이격될 수 있으며, 상기 이격 공간은 도광판(15)이 외부 환경 변화, 예를 들어, 급격한 온도 상승 등에 의하여 팽창시 도광판(15)의 변형을 방지하기 위한 마진(margin)일 수 있다. 이때, 돌기(30)의 다른 일부는 고정력을 강화시키기 위하여 상기 제1 홀(41)의 둘레와 접촉할 수 있다.
제1 사이드 커버(21)에는 적어도 하나의 제2 홀(42)이 더 형성될 수 있다. 제2 사이드 커버(21)는 제2 홀(42)과 대응하는 위치에 적어도 하나의 제3 홀(43)이 형성될 수 있다.
제2, 3 홀들(42, 43)은 z축 방향으로 직선상에 배치되며, 제1 고정 부재(51)가 삽입되어 제1 사이드 커버(21) 및 제2 사이드 커버(22)를 단단히 고정되게 할 수 있다. 고정력을 확보하기 위하여, 하나의 광학 어셈블리(10)에 제2, 3 홀들(42, 43)로 이루어진 적어도 두 개의 쌍이 형성될 수 있다. 제2 홀(42) 및 제3 홀(43)은 각각 제1 사이드 커버(21) 및 제2 사이드 커버(22)의 어느 위치에라도 형성될 수 있다.
제1 사이드 커버(21)에서 제2 홀(42)은 제1 홀(41)과 y축 방향으로 직선상에 배치될 수도 있다. 이 경우, 제1 홀(41)과 도광판(15)의 돌기(30)에 의한 도광판(15) 및 제1 사이드 커버(21) 간 결합력, 제2, 3홀들(42, 43)과 제1 고정 부재(51)에 의한 제1 사이드 커버(21) 및 제2 사이드 커버(22) 간 결합력에 의해 제1 사이드 커버(21) 및 제2 사이드 커버(22)가 더욱 단단히 고정될 수도 있다. 물론, 상기 홀들 및 돌기의 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 도광판(15) 및 사이드 커버(20) 간 결합력을 제공할 수 있는 위치라면 어디라도 좋을 것이다.
즉, 제2 홀 및 제3 홀이 각각 제1 사이드 커버(21) 및 제2 사이드 커버(22)의 중첩되는 측면부에 형성되어, 고정 부재가 y축 방향으로 삽입되는 구성 또한 가능하다고 할 것이다.
한편, 제1 사이드 커버(21) 및 제2 사이드 커버(22)에는 광학 어셈블리(10)를 바텀 커버(110)에 고정시키는 제2 고정 부재(52)(도 13 참조)가 관통되는 제4 홀(44) 및 제5 홀(45)이 더 형성될 수 있다.
도광판(15)의 제2 파트(15a)를 제외한 광학 어셈블리(10)의 나머지 부분은 실질적으로 표시 패널에 광을 제공하지 않는 제1 영역으로서, 제1 홀(41), 제2 홀(42) 및 제3 홀(43)의 배치 관계에 의해서, 제1 영역의 폭이 더욱 줄어들 수도 있다.
예를 들어, 제2 홀(42) 및 제3 홀(43)이 발광 다이오드(11)들 사이에 배치되는 경우가 발광 다이오드(11)들의 뒷부분에 배치되는 경우보다 제1 영역의 폭을 줄일 수 있다.
여기서, 광학 어셈블리(10)의 사이드 커버(20)에 형성된 제1 홀(41), 제2 홀(42) 및 제3 홀(43)의 형상은 여러 가지일 수 있으며, 도시된 형태에 한정되는 것은 아니다.
제1 고정 부재(51)는 나사 또는 고정핀일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 고정 부재(51)가 나사일 경우, 제2, 3 홀들(42, 43)의 내측면에는 나사선을 따라 산과 골이 형성될 수 있다. 이로써, 제1 고정 부재(51)는 제2 홀(42) 및 제3 홀(43)에 끼워져 회전됨으로써 그 사이에 끼워진 도광판(15) 및 광원(13)을 죄어 고정시킬 수 있다.
제2 홀(42) 및 제3 홀(43) 내 측면에 형성되는 산의 피치를 확보하기 위하여 제1, 2 사이드 커버들(21, 22)은 제2 홀(42) 및 제3 홀(43) 주변의 두께를 다른 부분보다 두껍게 형성되거나 별도의 부재를 이용할 수도 있다.
이와 같이 제조된 백라이트 유닛(100)은 상면이 개구된 박스 형상의 바텀 커버(bottom cover) 내에 수납될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 백라이트 유닛 210: 액정 패널
250: 패널 구동부 260: 광원 구동부
270: 저장부

Claims (12)

  1. 광원 및 상기 광원으로부터 입사되는 광을 방출하는 도광판을 각각 포함하는 복수의 광학 어셈블리들; 및,
    상기 광원들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호 및 스캔 시작 시점을 나타내는 스캔 제어 신호를 상기 광학 어셈블리들로 공급하는 광원 구동부를 포함하며,
    상기 공급되는 스캔 제어 신호는 상기 광원들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호에 따라 변경되고,
    상기 스캔 제어 신호는 상기 데이터 신호에 따른 상기 광원의 스캔 시작 시점까지의 지연 시간이고,
    상기 지연 시간은 상기 광원의 휘도 값과 반비례 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광학 어셈블리들은 라인 단위로 배치되며,
    상기 광원 구동부는 상기 라인 단위로 데이터 신호 및 상기 데이터 신호에 따른 스캔 제어신호를 순차적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광원의 최대 휘도 및 최소 휘도에 대응되는 최대 지연 시간 및 최소 지연 시간은 기설정되어 있으며,
    상기 광원 구동부는 상기 기설정된 최대 지연 시간 및 최소 지연 시간을 이용하여 상기 지연시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 지연 시간(scan delay time)은 아래 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
    Figure 112010055536357-pat00002

    a: 최대 지연 시간
    b: 최소 지연 시간
  6. 제 1항에 있어서,
    광원의 휘도 값 별로 적용될 지연 시간이 저장된 저장부가 더 포함되며,
    상기 광원 구동부는 상기 저장부로부터 상기 광원 어셈블리들에 공급할 지연 시간을 획득하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 삭제
  8. 광원 및 상기 광원으로부터 측면 입사되는 광을 상측으로 방출하는 도광판을 각각 포함하는 광학 어셈블리들이 복수의 라인을 이루어 배치된 백라이트 유닛을 구동시키는 방법에 있어서,
    상기 복수의 라인들 중 제 1 라인의 광학 어셈블리들에 포함된 광원들의 휘도 값을 나타내는 데이터 신호를 공급하는 단계; 및
    상기 공급되는 데이터 신호에 의거하여 상기 제 1 라인의 스캔 시작 시점을 나타내는 라인 제어 신호를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 공급되는 라인 제어 신호는 상기 공급되는 데이터 신호에 따라 변경되고,
    상기 라인 제어 신호는 상기 광원의 스캔 시작 시점까지의 지연 시간이며,
    상기 지연 시간은 상기 광원의 휘도 값과 반비례 관계인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛 구동 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    데이터 신호 별로 상기 공급될 라인 제어 신호가 테이블화된 지연시간 테이블을 저장하는 단계가 더 포함되며,
    상기 라인 제어신호를 공급하는 단계는 상기 저장된 지연 시간 테이블로부터 상기 데이터 신호에 따른 라인 제어신호를 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 라인 제어 신호를 공급하는 단계는 기설정된 광원의 최대 휘도 및 최소 휘도에 대응되는 최대 지연 시간 및 최소 지연 시간을 이용하여 상기 데이터 신호에 라인 제어 신호를 연산하는 단계인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동 방법.
  11. 삭제
  12. 제1 항 및 제3항 내지 6항 중 어느 한 항에 기재된 백라이트 유닛; 및,
    상기 백라이트 유닛으로부터 광을 제공받아 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하여 구성되는 디스플레이장치.
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