KR101705896B1 - 에지형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에지형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 액정표시장치는 비디오 데이터를 표시하는 액정패널과 액정패널의 아래에 배치된 도광판을 포함하는 액정모듈, 액정모듈의 좌측 가장자리에 배치된 제1 광원 어레이, 액정모듈의 우측 가장자리에 배치된 제2 광원 어레이, 액정모듈의 상측 가장자리에 배치된 제3 광원 어레이 및 액정모듈의 하측 가장자리에 배치된 제4 광원 어레이를 구비한다. 제1 광원 어레이의 장축 방향 중심점은 액정모듈의 좌측 가장자리 중심점과 일치되지 않고, 제2 광원 어레이의 장축 방향 중심점은 액정모듈의 우측 가장자리 중심점과 일치되지 않으며, 제3 광원 어레이의 장축 방향 중심점은 액정모듈의 상측 가장자리 중심점과 일치되지 않고, 제4 광원 어레이의 장축 방향 중심점은 액정모듈의 하측 가장자리 중심점과 일치되지 않는다. 도광판은 제1 및 제2 광원 어레이로부터의 빛을 면광원으로 변환하여 액정패널의 표시면에 균일하게 조사하는 것을 특징으로 한다.

Description

에지형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING EDGE TYPE BACK LIGHT UNIT}
본 발명은 에지형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 광범위하게 이용되고 있다. 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 변조함으로써 화상을 표시한다.
액정표시장치는 비디오 데이터를 표시하는 액정표시패널과, 이 액정표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)을 포함한다. 액정표시패널과 백라이트 유닛은 적층된 상태로 조립되어 액정모듈로 구현된다. 액정모듈은 액정표시패널과 백라이트 유닛을 고정하기 위한 가이드/케이스 부재와, 액정표시패널의 구동회로 보드를 더 포함한다. 액정모듈 내에는 액정표시패널과 백라이트 유닛 사이의 공간부에 해당하는 패널 갭(panel gap)과, 백라이트 유닛 내에 램프가 수용된 백라이트 유닛 공동부(BLU cavity) 등의 공동부들이 존재한다.
백라이트 유닛은 직하형(direct type)과 에지형(edge type)으로 대별된다. 직하형 백라이트 유닛은 액정표시패널의 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 에지형 백라이트 유닛은 도광판의 측면에 대향되도록 광원이 배치되고 액정표시패널과 도광판 사이에 다수의 광학시트들이 배치되는 구조를 갖는다. 에지형 백라이트 유닛은 광원이 도광판의 일측에 빛을 조사하고, 도광판이 선광원 또는 점광원을 면광원으로 변환하여 빛을 화면 전체로 확산시킨다.
최근에 백라이트 유닛의 광원으로 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 "LED"라 함)가 각광을 받고 있다. LED는 온도가 높을수록 효율과 수명이 낮아진다. 따라서, LED 어레이에는 각종 방열 설계가 적용되고 있다. 또한, LED 어레이의 방열 효과를 더욱 높이기 위해서는 LED 어레이의 주변으로 열의 흐름이 원활하여야 한다.
도 1은 에지형 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, LED 어레이들은 액정모듈의 상하좌우 가장자리에 배치될 수 있다. LED 어레이들을 도 1과 같이 배치하는 경우, LED 어레이들로부터 발생한 열이 액정모듈의 중심부에 집중하게 된다. 또한, 도 1과 같이 LED 어레이들이 액정모듈의 상하좌우 가장자리에 배치되는 폐쇄형 구조의 경우, LED 어레이들로부터 발생한 열이 외부로 방출되기가 어려운 문제가 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 에지형 백라이트 유닛의 일 측면의 온도분포를 나타내는 도면이다. 도 2a는 액정모듈의 앞면에서 온도분포를 측정한 것을 나타낸 도면이고, 도 2b는 액정모듈의 뒷면에서 온도분포를 측정한 것을 나타내는 도면이다. 도 2a를 참조하면, 액정모듈의 앞면에서 LED 어레이들이 배치되어 있는 부분의 온도는 대략 40℃까지 상승한다. 도 2b를 참조하면, 액정모듈의 뒷면에서 LED 어레이들이 배치되어 있는 부분의 온도는 대략 60℃까지 상승한다. 이러한 온도 상승으로 인해, 백라이트 유닛의 가이드 패널, 도광판 및 광학시트 등이 고온 변형될 수 있다. 또한, 표시패널 온도가 상승하여 액정이 열화될 수 있으며, LED의 수명이 짧아지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 방열에 의해 백라이트 유닛의 온도를 하강시킬 수 있는 에지형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 비디오 데이터를 표시하는 액정패널과 상기 액정패널의 아래에 배치된 도광판을 포함하는 액정모듈; 상기 액정모듈의 좌측 가장자리에 배치된 제1 광원 어레이; 및 상기 액정모듈의 우측 가장자리에 배치된 제2 광원 어레이를 구비하고, 상기 제1 광원 어레이의 장축 방향 중심점이 상기 액정모듈의 좌측 가장자리 중심점과 일치되지 않고, 상기 제2 광원 어레이의 장축 방향 중심점이 상기 액정모듈의 우측 가장자리 중심점과 일치되지 않으며, 상기 도광판은 상기 제1 및 제2 광원 어레이로부터의 빛을 면광원으로 변환하여 상기 액정패널의 표시면에 균일하게 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시장치는 비디오 데이터를 표시하는 액정패널과 상기 액정패널의 아래에 배치된 도광판을 포함하는 액정모듈; 상기 액정모듈의 상측 가장자리에 배치된 제1 광원 어레이; 및 상기 액정모듈의 하측 가장자리에 배치된 제2 광원 어레이를 구비하고, 상기 제1 광원 어레이의 장축 방향 중심점이 상기 액정모듈의 상측 가장자리 중심점과 일치되지 않고, 상기 제2 광원 어레이의 장축 방향 중심점이 상기 액정모듈의 하측 가장자리 중심점과 일치되지 않으며, 상기 도광판은 상기 제1 및 제2 광원 어레이로부터의 빛을 면광원으로 변환하여 상기 액정패널의 표시면에 균일하게 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 광원의 수를 줄이고, 광원 어레이들을 비대칭으로 배치하여 방열 효율을 향상시킨다. 그 결과, 본 발명은 방열로 인한 온도 하강으로 가이드 패널 및 광학 시트 등의 고온 변형과 표시패널의 액정 열화를 방지할 수 있으며, 광원의 수명을 늘릴 수 있다. 또한, 본 발명은 광원의 구동전류를 조절하여 기존 수준 이상으로 광원의 밝기를 높임으로써, 표시품질의 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 에지형 백라이트 유닛으로 구현된 액정모듈에서 LED, 도광판, 및 보텀 커버를 위에서 바라본 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 액정모듈의 좌측면의 온도분포를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에지형 백라이트 유닛로 구현된 액정모듈을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I` 단면의 액정모듈의 구조를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 3의 J-J` 단면의 액정모듈의 구조를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 액정모듈의 좌우측면의 온도분포를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 에지형 백라이트 유닛로 구현된 액정모듈을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 에지형 백라이트 유닛로 구현된 액정모듈을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 에지형 백라이트 유닛로 구현된 액정모듈의 도광판의 밀도를 나타내는 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에지형 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 광원 어레이(20)들은 광원(21)들 및 메탈 인쇄회로보드(Metal Printed Circuit Board)(22)를 포함하며, 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)와 우측 가장자리(D-F)에 배치된다.
도 3에서, 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)의 광원 어레이(20)의 하측 끝단과 커버 보텀(50)의 하측 측벽 간의 최단 거리(b)는 광원 어레이(20)의 상측 끝단과 커버 보텀(50)의 상측 측벽 간의 최단 거리(a)보다 길다. 액정모듈의 우측 가장자리(D-F)의 광원 어레이(20)의 상측 끝단과 커버 보텀(50)의 상측 측벽 간의 최단 거리(c)는 광원 어레이(20)의 하측 끝단과 커버 보텀(50)의 하측 측벽 간의 최단 거리(d)보다 길다. 또한, 도 3에서 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)의 광원 어레이(20)의 장축 방향 중심점(M1)은 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)의 중심점(B)과 일치되지 않는다. 액정모듈의 우측 가장자리(D-F)의 광원 어레이(20)의 장축 방향 중심점(M2)은 액정모듈의 우측 가장자리(D-F)의 중심점(E)과 일치되지 않는다. 따라서, 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)의 광원 어레이(20)와 액정모듈의 우측 가장자리(D-F)의 광원 어레이(20)는 비대칭으로 형성된다. 이는 도 7 및 도 8의 실시예에서도 같다.
도 3을 참조하여 예를 들어 살펴보면, 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)의 광원 어레이(20)의 광원(21)들은 액정모듈의 상측 가장자리(A)부터 중앙(B)까지 배치될 수 있다. 액정모듈의 우측 가장자리(D-F)의 광원 어레이(20)의 광원(21)들은 액정모듈의 하측 가장자리(F)에서 중앙(E)까지 배치될 수 있다. 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)에 배치된 광원(21)들의 빛은 도광판(25)을 통해 액정모듈의 우측 끝까지 전달되고, 우측 가장자리(D-F)에 배치된 광원(21)들의 빛은 도광판(25)을 통해 액정모듈의 좌측 끝까지 전달된다.
도 3과 같이 광원 어레이(20)를 배치하는 경우, 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)의 광원(21)들은 광원(21)들이 없는 하측 가장자리(C)부터 중앙(B)까지의 공간으로 방열될 수 있고, 액정모듈의 우측 가장자리(D-F)의 광원(21)들은 상측 가장자리(D)부터 중앙(E)까지의 공간으로 방열될 수 있다. 따라서, 광원(21)들로부터 발생한 열은 광원(21)들이 없는 공간으로 방열 되므로, 액정모듈의 온도는 낮아진다. 결국, 본 발명은 광원(21)들로부터 발생한 열을 도 3과 같이 광원(21)들이 없는 영역으로 방열시킴으로써, 메탈 인쇄회로보드(22)의 온도를 약 5℃ 만큼 낮출 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 6a 및 도 6b를 결부하여 후술한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정모듈의 구조를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 도 4는 본 발명의 액정모듈에서 광원 어레이(20)를 포함한 부분의 단면(I-I')을 나타내며, 도 5는 광원 어레이(20)를 포함하지 않은 부분의 단면(J-J')을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 액정모듈은 표시패널(10), 도시하지 않은 표시패널(10)의 구동회로 보드, 백라이트 유닛, 백라이트 유닛을 지지하는 가이드 및 케이스 부재를 구비한다. 가이드 및 케이스 부재는 가이드 패널(Guide Panel)(30), 케이스 탑(Case Top)(40), 커버 보텀(Cover Bottom)(50) 등을 포함한다.
표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(10)의 하부 유리기판(10b)에는 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들이 교차된다. 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 표시패널(10)에는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 또한, 표시패널(10)의 하부 유리기판(10b)에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), 박막트랜지스터(TFT)에 접속된 액정셀의 화소전극, 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등이 형성된다. 액정셀들은 데이터라인들을 통해 화소전극에 공급되는 데이터전압과, 공통전극에 공급되는 공통전압의 전위차에 의해 발생되는 전계에 의해 구동되어 표시패널(10)에서 투과되는 광양을 조정한다.
표시패널(10)의 상부 유리기판(10a) 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판(10a) 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판(10b) 상에 형성된다. 표시패널(10)의 상부 유리기판(10a)과 하부 유리기판(10b) 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
도시하지 않은 표시패널(10)의 구동회로 보드는 게이트 구동부, 데이터 구동부, 및 타이밍 컨트롤러를 포함한다. 데이터 구동부는 클럭신호를 샘플링하기 위한 쉬프트 레지스터, 디지털 비디오 데이터(RGB)를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트 레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 데이터를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 감마기준전압의 참조하에 정극성/부극성의 감마전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마전압에 의해 변환된 아날로그 데이터가 공급되는 데이터라인을 선택하기 위한 멀티플렉서 및 멀티플렉서와 데이터라인 사이에 접속된 출력버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 데이터 드라이브 집적회로들로 구성된다. 이 데이터 구동부는 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치하고, 이 래치된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압을 이용하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압으로 변환한 후 데이터라인들에 공급한다.
게이트 구동부는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성된다. 이 게이트 구동부는 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 순차적으로 출력하여 게이트라인들에 공급한다.
타이밍 콘트롤러는 외부 비디오 소스가 실장된 시스템 보드로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)와 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)을 입력받아 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부에 공급한다. 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE), 도트 클럭신호(DCLK) 등을 포함한다. 타이밍 콘트롤러는 시스템 보드로부터의 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)에 기초하여 데이터 구동부와 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들(DDC, GDC)을 발생한다. 타이밍 콘트롤러는 60Hz의 프레임 주파수로 입력되는 입력 영상 신호의 프레임들 사이에 보간 프레임을 삽입하고 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 게이트 타이밍 제어신호(GDC)를 체배하여 60×N(N은 2 이상의 양의 정수)Hz의 프레임 주파수로 데이터 구동부와 게이트 구동부의 동작을 제어할 수 있다.
에지형 백라이트 유닛은 광원(21), 메탈 인쇄회로보드(22), 방열 패드(23), 금속 방열판(24), 도광판(Light Guide Panel)(25), 및 광학 시트들(26)을 구비한다.
에지형 백라이트 유닛은 광원(21)으로부터의 빛을 도광판(25)과 광학 시트들(26)을 통해 균일한 면광원으로 변환하여 표시패널(10)에 빛을 조사한다. 광원(21)은 도광판(25)의 적어도 하나 이상의 측면들에 대응하여 도광판(25)의 측면에 빛을 조사한다. 도광판(25) 아래에 배치된 반사시트(Reflector sheet)(27)는 도광판(25)으로부터 아래로 향하는 빛을 도광판 쪽으로 반사시킨다. 광학 시트들(26)은 1 매 이상의 프리즘 시트와 1 매 이상의 확산시트를 포함하여 도광판(25)으로부터 입사되는 빛을 확산하고 표시패널(10)의 광입사면에 대하여 실질적으로 수직인 각도로 빛의 진행경로를 굴절시킨다. 광학 시트들(26)은 DBEF(dual brightness enhancement film)를 포함할 수도 있다.
광원(21)은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 점광원들을 포함한다. 광원(21)은 메탈 인쇄회로보드(22)를 통해 광원 구동부로부터 전기적인 신호를 받아 점등 및 소등된다. 따라서, 메탈 인쇄회로보드(22)에는 광원(21)과 광원 구동부를 전기적으로 연결하기 위한 회로가 형성된다. 메탈 인쇄회로보드(22)는 방열에 유리하도록 알루미늄으로 제작될 수 있다.
방열 패드(또는 써멀 패드(Thermal Pad))(23)는 메탈 인쇄회로보드(22)와 금속 방열판(24)을 접착하며, 메탈 인쇄회로보드(22)를 방열하는 효과를 가진다. 방열 패드(23)는 폴리카보네이트(polycabonate) 등의 합성수지로 제작될 수 있다.
금속 방열판(24)은 광원(21), 메탈 인쇄회로보드(22) 등의 하부와 측면을 감싸도록 형성된다. 금속 방열판(24)은 도 4와 같이 절곡되어 형성된다. 금속 방열판(24)의 절곡된 면으로 인해 방열 면적이 넓어지므로, 금속 방열판(24)은 방열 효과를 더욱 높일 수 있다. 또한, 금속 방열판(24)은 광원(21)으로부터의 열을 외부로 원활히 방출할 수 있도록 높은 열 전도율을 가지는 재료를 포함한다. 따라서, 금속 방열판(24)은 알루미늄, 알루미늄 나이트라이드(AlN) 등의 알루미늄계 금속판으로 제작될 수 있으며, 알루미늄계 금속판에는 열전달을 촉진시키기 위한 고전도율 소재가 코팅될 수 있다.
가이드 패널(30)은 폴리카보네이트(polycabonate) 등의 합성수지 내에 유리섬유가 혼입된 사각 프레임, 플라스틱 등으로 제작되어 적층된 표시패널(10)의 상면 가장자리와 측면을 감싸고 백라이트 유닛의 측면을 감싼다. 가이드 패널(30)은 표시패널(10)을 지지하고 표시패널(10)과 광학시트(26)들의 간격을 일정하게 유지시킨다.
케이스 탑(40)은 전기아연도금강판(EGI) 등으로 제작되어 가이드 패널(30)의 상면 및 측면을 감싸는 구조를 가진다. 케이스 탑(40)은 가이드 패널(30) 및 커버 보텀(50) 중 적어도 어느 하나에 후크나 스크류로 고정된다.
커버 보텀(50)은 사각 프레임의 금속으로 제작되어 백라이트 유닛의 측면과 저면을 감싼다. 커버 보텀(50)은 고강도 강판으로 제작되며, 예를 들어 전기아연도금강판(EGI), 스테인레스(SUS), 갈바륨(SGLC), 알루미늄도금강판(일명 ALCOSTA), 주석도금강판(SPTE) 등으로 제작될 수 있다.
한편, 도 5와 같이 액정모듈에서 광원 어레이를 포함하지 않는 부분은 광원(21)들, 메탈 인쇄회로보드(22), 써멀 패드(23) 등을 포함하지 않는다. 액정모듈에서 광원 어레이를 포함하지 않는 부분은 광원(21)들이 존재하지 않으므로, 광원(21)들에 의해 열이 발생하지 않는다. 도 3 및 도 5와 같이 광원 어레이(20)를 포함하지 않는 부분에 금속 방열판(24)이 형성될 수 있다. 이는 광원 어레이(20)를 포함하는 부분의 방열을 돕기 위함이다. 또한, 금속 방열판(24)은 도 7과 같이 광원 어레이(20)의 크기에 맞춰 형성될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 액정모듈의 좌우측면의 온도분포를 나타내는 도면이다. 도 6a는 액정모듈의 앞면에서 온도분포를 측정한 것을 나타낸 도면이고, 도 6b는 액정모듈의 뒷면에서 온도분포를 측정한 것을 나타내는 도면이다. 도 6a와 도 2a를 비교하면, 대략 35℃를 나타내는 하늘색 분포 면적이 현저하게 감소한 것을 볼 수 있다. 도 6b와 도 2b를 비교하면, 대략 60℃를 나타내는 노란색 분포 면적이 현저하게 감소하였고, 대략 50~55℃를 나타내는 연두색 분포 면적, 및 대략 35℃를 나타내는 하늘색 분포 면적도 많이 감소하였다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 에지형 백라이트 유닛은 기존의 에지형 백라이트 유닛에 비해 온도 저감의 효과가 상당할 것으로 판단된다.
한편, 본 발명은 광원(21)들이 액정모듈의 상하좌우에 모두 위치하는 기존 발명보다 광원(21)들의 개수를 절반 이상 줄임으로써, 비용 절감이 가능하다. 하지만, 본 발명은 광원(21)들의 개수가 줄어든 만큼 휘도를 보상하기 위해 광원 구동전류를 2배 내지 4배 높여야 한다. 광원 구동전류를 2배 내지 4배 높여 구동하는 경우 광원(21)들의 발열량도 높아지므로, 본 발명과 같이 방열에 의해 백라이트 유닛의 온도를 하강시킬 수 있는 구조가 더욱 중요해진다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 에지형 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다. 도 7을 참조하면, 광원(21)들은 액정모듈의 상측 가장자리(A-D)와 하측 가장자리(C-F)에만 배치된다.
도 7에서, 액정모듈의 상측 가장자리(A-D)의 광원 어레이(20)의 좌측 끝단과 커버 보텀(50)의 좌측 측벽 간의 최단 거리(f)는 광원 어레이(20)의 우측 끝단과 커버 보텀(50)의 우측 측벽 간의 최단 거리(e)보다 길다. 액정모듈의 하측 가장자리(D-F)의 광원 어레이(20)의 우측 끝단과 커버 보텀(50)의 우측 측벽 간의 최단 거리(g)는 광원 어레이(20)의 좌측 끝단과 커버 보텀(50)의 좌측 측벽 간의 최단 거리(h)보다 길다. 예를 들어, 도 7과 같이 액정모듈의 상측 가장자리(A-D)의 광원(21)들은 액정모듈의 우측 가장자리(D)부터 중앙(G)까지 배치될 수 있다. 액정모듈의 하측 가장자리(C-F)의 광원(21)들은 액정모듈의 좌측 가장자리(C)부터 중앙(H)까지 배치될 수 있다. 액정모듈의 상측 가장자리(A-D)에 배치된 광원(21)들의 빛은 도광판(25)을 통해 액정모듈의 하측 끝까지 전달되고, 하측 가장자리(C-F)에 배치된 광원들의 빛은 도광판(25)을 통해 액정모듈의 상측 끝까지 전달된다.
도 7과 같이 광원 어레이를 배치하는 경우, 액정모듈의 상측 가장자리(A-D)의 광원(21)들은 광원들이 없는 좌측 가장자리(A)부터 중앙(G)까지의 공간으로 방열될 수 있고, 액정모듈의 하측 가장자리(C-F)의 광원(21)들은 우측 가장자리(F)부터 중앙(H)까지의 공간으로 방열될 수 있다. 따라서, 광원(21)들로부터 발생한 열은 광원들이 없는 공간으로 방열 되므로, 액정모듈의 온도는 낮아진다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 에지형 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다. 도 8을 참조하면, 광원(21)들은 액정모듈의 상측(A-D), 하측(C-F), 좌측(A-C) 및 우측(D-F) 가장자리에 모두 배치된다.
도 8에서, 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)의 광원 어레이(20)의 하측 끝단과 커버 보텀(50)의 하측 측벽 간의 최단 거리(b)는 광원 어레이(20)의 상측 끝단과 커버 보텀(50)의 상측 측벽 간의 최단 거리(a)보다 길다. 액정모듈의 우측 가장자리(D-F)의 광원 어레이(20)의 상측 끝단과 커버 보텀(50)의 상측 측벽 간의 최단 거리(c)는 광원 어레이(20)의 하측 끝단과 커버 보텀(50)의 하측 측벽 간의 최단 거리(d)보다 길다. 액정모듈의 상측 가장자리(A-D)의 광원 어레이(20)의 좌측 끝단과 커버 보텀(50)의 좌측 측벽 간의 최단 거리(f)는 광원 어레이(20)의 우측 끝단과 커버 보텀(50)의 우측 측벽 간의 최단 거리(e)보다 길다. 액정모듈의 하측 가장자리(C-F)의 광원 어레이(20)의 우측 끝단과 커버 보텀(50)의 우측 측벽 간의 최단 거리(g)는 광원 어레이(20)의 좌측 끝단과 커버 보텀(50)의 좌측 측벽 간의 최단 거리(h)보다 길다.
예를 들어, 도 8과 같이 액정모듈의 상측 가장자리(A-D)의 광원(21)들은 액정모듈의 우측 가장자리(D)부터 중앙(G)까지 배치된다. 액정모듈의 하측 가장자리(C-F)의 광원(21)들은 액정모듈의 좌측 가장자리(C)부터 중앙(H)까지 배치된다. 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)의 광원(21)들은 액정모듈의 상측 가장자리(A)부터 중앙(B)까지 배치된다. 액정모듈의 우측 가장자리(D-F)의 광원(21)들은 액정모듈의 하측 가장자리(F)부터 중앙(E)까지 배치된다.
액정모듈의 상측 가장자리(A-D)에 배치된 광원(21)들의 빛은 도광판(25)을 통해 액정모듈의 하측 끝까지 전달되고, 하측 가장자리(C-F)에 배치된 광원들의 빛은 도광판(25)을 통해 액정모듈의 상측 끝까지 전달된다. 또한, 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)에 배치된 광원(21)들의 빛은 도광판(25)을 통해 액정모듈의 우측 끝까지 전달되고, 우측 가장자리(D-F)에 배치된 광원(21)들의 빛은 도광판(25)을 통해 액정모듈의 좌측 끝까지 전달된다.
도 8과 같이 광원 어레이를 배치하는 경우, 액정모듈의 상측 가장자리(A-D)의 광원(21)들은 광원들이 없는 좌측 가장자리(A)부터 중앙(G)까지의 공간으로 방열될 수 있고, 액정모듈의 하측 가장자리(C-F)의 광원(21)들은 우측 가장자리(F)부터 중앙(H)까지의 공간으로 방열될 수 있다. 액정모듈의 좌측 가장자리(A-C)의 광원(21)들은 광원들이 없는 하측 가장자리(C)부터 중앙(B)까지의 공간으로 방열될 수 있고, 액정모듈의 우측 가장자리(D-F)의 광원(21)들은 상측 가장자리(D)부터 중앙(E)까지의 공간으로 방열될 수 있다. 따라서, 광원(21)들로부터 발생한 열은 광원들이 없는 공간으로 방열 되므로, 액정모듈의 온도는 낮아진다.
도 9는 본 발명의 에지형 백라이트 유닛로 구현된 액정모듈의 도광판의 밀도를 나타내는 평면도이다. 본 발명의 에지형 백라이트 유닛은 광원(21)들이 도광판(25)의 최외곽 측면 밖에 위치하므로 도트 패턴들의 밀도가 모든 도광판(25)의 표면 전체에서 동일하다면, 광원(21)으로부터 먼 위치일수록 광양이 적어지므로, 광원 어레이(20)로부터 가까운 위치에 배치된 단위셀들보다 광원 어레이(20)로부터 먼 위치에 배치된 단위셀들의 휘도가 작아진다. 따라서, 도광판(25)의 단위셀들의 균일한 휘도 분포를 위하여 도 9와 같이 광원 어레이(20)로부터 먼 위치로 갈수록 도트 패턴의 밀도를 높게 설계하여야 한다. 따라서, 도 9와 같이 도광판(25)의 D1에서의 도트 패턴의 밀도보다 D2에서의 도트 패턴의 밀도가 더 높으며, D3에서의 도트 패턴의 밀도가 D4에서의 도트 패턴의 밀도보다 더 높다. 한편, 도트 패턴의 밀도는 도트 패턴들 간의 간격과 도트 패턴의 크기 중 어느 하나 이상의 변수값으로 조정될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 표시패널 20: 광원 어레이
21: 광원 22: 메탈 인쇄회로보드
23: 써멀 패드 24: 금속 방열판
25: 도광판 26: 광학 시트들
30: 가이드 패널 40: 케이스 탑
50: 커버 보텀

Claims (11)

  1. 비디오 데이터를 표시하는 액정패널과 상기 액정패널의 아래에 배치된 도광판을 포함하는 액정모듈;
    상기 액정모듈의 좌측 가장자리에 배치된 제1 광원 어레이;
    상기 액정모듈의 우측 가장자리에 배치된 제2 광원 어레이
    상기 액정모듈의 상측 가장자리에 배치된 제3 광원 어레이; 및
    상기 액정모듈의 하측 가장자리에 배치된 제4 광원 어레이를 구비하고,
    상기 제1 광원 어레이의 장축 방향 중심점이 상기 액정모듈의 좌측 가장자리 중심점과 일치되지 않고,
    상기 제2 광원 어레이의 장축 방향 중심점이 상기 액정모듈의 우측 가장자리 중심점과 일치되지 않으며,
    상기 제3 광원 어레이의 장축 방향 중심점이 상기 액정모듈의 상측 가장자리 중심점과 일치되지 않고,
    상기 제4 광원 어레이의 장축 방향 중심점이 상기 액정모듈의 하측 가장자리 중심점과 일치되지 않으며,
    상기 도광판은 상기 제1 및 제2 광원 어레이로부터의 빛을 면광원으로 변환하여 상기 액정패널의 표시면에 균일하게 조사하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 액정모듈은,
    상기 도광판 아래에 배치된 반사 시트;
    상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 배치된 하나 이상의 광학시트;
    상기 제1 광원 어레이가 부착되고 상기 반사시트 아래로 연장되는 제1 금속 방열판;
    상기 제2 광원 어레이가 부착되고 상기 반사시트 아래로 연장되는 제2 금속 방열판; 및
    상기 금속 방열판들을 아래에서 지지하고 상기 액정모듈의 상하좌우 측면들과 상기 액정모듈의 저면을 덮는 커버 보텀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 광원 어레이의 하측 끝단과 상기 커버 보텀의 하측 측벽 간의 최단 거리는 상기 제1 광원 어레이의 상측 끝단과 상기 커버 보텀의 상측 측벽 간의 최단 거리 보다 길고,
    상기 제2 광원 어레이의 상측 끝단과 상기 커버 보텀의 상측 측벽 간의 최단 거리는 상기 제2 광원 어레이의 하측 끝단과 상기 커버 보텀의 하측 측벽 간의 최단 거리 보다 긴 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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  6. 제2 항에 있어서,
    상기 제3 광원 어레이의 좌측 끝단과 상기 커버 보텀의 좌측 측벽 간의 최단 거리는 상기 제3 광원 어레이의 우측 끝단과 상기 커버 보텀의 우측 측벽 간의 최단 거리 보다 길고,
    상기 제4 광원 어레이의 우측 끝단과 상기 커버 보텀의 우측 측벽 간의 최단 거리는 상기 제4 광원 어레이의 좌측 끝단과 상기 커버 보텀의 좌측 측벽 간의 최단 거리 보다 긴 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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