KR101809705B1 - 엘이디 배열을 갖는 백 라이트 유닛을 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가장자리 부분에서 빛샘 문제를 해결하기 위한 LED 배열구조를 갖는 백라이트 유닛에 관련된 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 아래에 배치된 광학필름; 상기 광학필름 아래에 적색, 녹색 및 청색 LED들이 순차적으로 배열된 LED 어레이를 포함하되; 상기 LED 어레이 중 최외각 LED는 일부 면적은 상기 액정표시패널 영역에 포함되고, 나머지 면적은 상기 액정표시패널 영역의 외부에 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 별도의 추가 장치나 별도의 구동 수단 없이, 그리고, 추가 비용이나 공정 라인의 변경 없이 양질의 표시품질을 갖는 액정표시장치를 얻을 수 있다.

Description

엘이디 배열을 갖는 백 라이트 유닛을 구비한 액정표시장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INCLUDING BACK LIGHT UNIT HAVING LED ARRY}
본 발명은 백 라이트 유닛을 포함한 액정표시장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 가장자리 부분에서 빛샘 문제를 해결하기 위한 LED 배열구조를 갖는 백 라이트 유닛에 관련된 것이다.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 이 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube; CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비젼에도 응용되어 음극선관을 빠르게 대체하고 있다.
액정표시장치는 액정표시패널, 액정표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛, 백라이트 유닛의 광원을 구동하기 위한 광원 구동회로, 액정표시패널의 데이터 배선들에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 구동회로, 액정표시패널의 게이트 배선들(또는 스캔 배선들)에 스캔 펄스를 공급하기 위한 게이트 구동회로, 및 그 구동회로들을 제어하는 제어회로 등을 구비한다.
최근, 백라이트 유닛에는 발광다이오드(이하 "LED"라 함)가 채용되고 있다. 발광다이오드는 온도가 높을수록 효율과 수명이 낮아진다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래에는 방열에 유리한 메탈 인쇄회로보드(Printed Circuit Board; PCB)에 LED 패키지들을 실장하고 있다.
LED 패키지를 구성하는 방식에 따라 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는, 화이트 LED를 다수 배열한 LED 백라이트 시스템이 있다. 화이트 LED는 제조 특성상 청색(Blue) 휘도가 높은 LED에 Yellow 휘도 물질을 섞어서 제조하는 특성으로 인해, 발광 주파수 대역에 따른 휘도 분포를 보면, RGB 모든 파장에서 균일한 휘도를 내지 못한다는 단점이 있다. 도 1은 백색 LED의 색상 파장에 따른 휘도 분포를 나타내는 그래프이다. 다른 하나는, R(red), G(green), 및 B(blue) LED를 순차적으로 배열함으로써 백색 백라이트를 만드는 LED 백라이트 시스템이 있다. RGB LED 방식은 RGB 모든 파장에서 균일한 휘도를 갖는 백라이트를 제공한다는 장점이 있다. 도 2는 RGB LED를 조합한 상태에서 색상 파장에 따른 휘도 분포를 나타내는 그래프이다. 그러나, 마지막에 배치된 LED의 빛이 액정 표시장치의 가장자리를 통해 돌출되어 표시되는 문제점이 발생하기도 한다.
예를 들어, 액정 표시장치의 좌측변에 LED 백라이트를 설치하고, 맨 아래변에서 시작해서 R-G-B 순서로 LED들을 배열할 수 있다. 이 경우, 적색 LED가 배열된 맨 아래 변에서, 특히 적색 LED가 실장된 좌측 하단 구석에서 적색이 도드라지게 발광되는 redish 문제가 발생한다. 도 3a는 에지형 LED 백라이트 유닛에서 발생하는 redish 문제를 나타내는 사진이다. 도 3b는 직하형 LED 백라이트 유닛에서 발생하는 redish 문제를 나타내는 사진이다. 이는 마지막 적색 LED 다음에 아무런 발광 장치가 없기 때문에 적색이 다른 색과 섞이지 않고 그대로 방출되기 때문이다. 이를 해결하기 위해 마지막 LED의 밝기만을 낮게 조절하는 방법을 생각할 수 있으나, 한 기판의 측면에 다수가 배열된 LED 중에서 유독 어느 한 LED의 밝기만 다르게 조정한다는 것은 회로상의 복잡성과, 추가 장비의 도입 등으로 인하여 제조 공정이 복잡해지고 그 만큼 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출된 발명으로써 액정표시장치의 복잡성 및 비용을 증가하지 않고, RGB LED 패키지를 사용한 백라이트 시스템에서 마지막 적색 LED가 도드라져 발광되는 문제를 해결하는 LED 백라이트를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 특별한 추가 장치나 구동 방식 및 회로 구성의 복잡성을 유발하지 않고 RGB LED 패키지를 사용한 백라이트 시스템에서 마지막 적색 LED가 도드라져 발광되는 문제를 해결하기 위한 LED 배열을 갖는 백라이트 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 액정표시장치는, 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 아래에 배치된 광학필름; 그리고 상기 광학필름 아래에 적색, 녹색 및 청색 LED들이 순차적으로 배열된 LED 어레이를 포함하되; 상기 LED 어레이 중 최외각 LED는 일부 면적은 상기 액정표시패널 영역에 포함되고, 나머지 면적은 상기 액정표시패널 영역의 외부에 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 광학필름 아래에 배치되어 측변에서 입사된 광을 굴절시켜 상기 광학필름 및 상기 액정표시패널 정면으로 출사시키는 도광판을 더 포함하고; 상기 LED 어레이는 상기 도광판의 일측변에서 상기 액정표시패널의 정면에 대해 수직방향을 향하도록 배치되며; 상기 LED 어레이의 LED 각각은 직사각형 형상을 가지며; 상기 최외각 LED는 가로 방향으로 배치되고, 나머지 LED들은 세로 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 가로 방향으로 배치된 최외각 LED는 상기 세로 방향으로 배치된 나머지 LED들의 상단변에 맞추어 배열된 것을 특징으로 한다.
상기 가로 방향으로 배치된 상기 최외각 LED의 아래 부분에 상기 최외각 LED와 평행하게 배치되는 보조 LED를 더 포함하되, 상기 최외각 LED, 상기 보조 LED, 그리고 상기 최외각 LED와 가장 가까이 배열된 세로 방향의 LED와의 배열 조합은 RGB 조합을 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 가로 방향으로 배치된 최외각 LED는 상기 세로 방향으로 배치된 나머지 LED들의 중앙부에 맞추어 배열된 것을 특징으로 한다.
상기 가로 방향으로 배치된 최외각 LED는 상기 세로 방향으로 배치된 나머지 LED들의 하단변에 맞추어 배열된 것을 특징으로 한다.
상기 가로 방향으로 배치된 상기 최외각 LED의 상부에 상기 최외각 LED와 평행하게 배치되는 보조 LED를 더 포함하되, 상기 최외각 LED, 상기 보조 LED, 그리고 상기 최외각 LED와 가장 가까이 배열된 세로 방향의 LED와의 배열 조합은 RGB 조합을 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 광학필름 아래에 배치된 도광판을 더 포함하고; 상기 LED 어레이는 상기 도광판의 일측변에서 상기 액정표시패널의 표면에 대해 수직으로 배치되며; 상기 LED 어레이의 LED 각각은 직사각형 형상을 가지며; 상기 최외각 LED는 대각선 방향으로 배치되고, 나머지 LED들은 세로 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 최외각 LED는 우측 상단에서 좌측 하단으로 향하는 대각선 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 최외각 LED는 좌측 상단에서 우측 하단으로 향하는 대각선 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 광학필름 아래에 배치되는 확산판을 더 포함하고; 상기 LED 어레이는 상기 확산판 아래에 상기 확산판, 상기 광학필름 및 상기 액정표시패널의 전면을 향해 배치되며; 상기 LED 어레이의 LED 각각은 직사각형 형상을 가지며; 상기 최외각 LED는 가로 방향으로 배치되고, 나머지 LED들은 세로 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 광학필름 아래에 배치되는 확산판을 더 포함하고; 상기 LED 어레이는 상기 확산판 아래에 상기 확산판, 상기 광학필름 및 상기 액정표시패널의 전면을 향해 배치되며; 상기 LED 어레이의 LED 각각은 직사각형 형상을 가지며; 상기 최외각 LED는 대각선 방향으로 배치되고, 나머지 LED들은 세로 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 최외각 LED는 우측 상단에서 좌측 하단으로 향하는 대각선 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 최외각 LED는 좌측 상단에서 우측 하단으로 향하는 대각선 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 최외각 LED는 적색 LED 인 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시패널 영역에 포함된 상기 최외각 LED의 상기 일부 면적은 상기 최외각 LED 전체 크기의 30% 내지 70%에서 선택한 어느 한 값인 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시패널 영역에 포함된 상기 일부 면적과, 상기 액정표시패널 영역의 외부에 포함된 상기 나머지 면적은 1:1 비율을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 액정표시장치는 최외각 LED가 일부 면적은 상기 액정표시패널 영역에 포함되고, 나머지 면적은 상기 액정표시패널 영역의 외부에 포함됨으로 인해, 최외각 LED가 액정표시패널 전면의 일측변에서 도드라지게 표시되는 않는다. 또한, 본 발명에 의한 액정표시장치는 별도의 추가 장치나 별도의 구동 수단 없이, 단순히 LED의 배열 방식을 변경함으로써 최외각 LED에 의한 표시품질 문제를 해결하였다. 따라서, 추가 비용이나 공정 라인의 변경 없이 양질의 표시품질을 갖는 액정표시장치를 얻을 수 있다.
도 1은 백색 LED의 색상 파장에 따른 휘도 분포를 나타내는 그래프.
도 2는 RGB LED를 조합한 상태에서 색상 파장에 따른 휘도 분포를 나타내는 그래프.
도 3a는 에지형 LED 백라이트 유닛에서 발생하는 redish 문제를 나타내는 사진.
도 3b는 직하형 LED 백라이트 유닛에서 발생하는 redish 문제를 나타내는 사진
도 4는 본 발명의 실시 예 1에 의한 LED 어레이를 포함하는 에지형 백라이트 유닛을 채용한 액정표시장치를 보여 주는 단면도.
도 5는 도 4에 의한 액정표시장치를 도 4의 오른편에서 바라본 측면도.
도 6은 실시 예 2에 의한 LED 어레이를 나타내는 사시도.
도 7은 커버 버텀의 수직면에 배치된 LED 어레이와 도광판과의 관계를 나타내는 확대도.
도 8은 본 발명의 실시 예 3에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예 4에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예 5에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 실시 예 6에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면.
도 12a 내지 12d는 본 발명의 실시 예 7에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면들.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 실시 예 8에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면들.
도 14a는 본 발명의 실시 예 9에서 타원형 LED를 적용한 경우를 나타내는 도면.
도 14b는 본 발명의 실시 예 9에서 원형 LED를 적용한 경우를 나타내는 도면.
도 15는 LED 어레이(LEDAR)를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 보여 주는 단면도.
도 16은 본 발명의 실시 예 10에 의한 LED 어레이(LEDAR)의 배열 상태를 보여주는 도면.
도 17은 본 발명의 실시 예 11에 의한 LED 어레이(LEDAR)의 배열 상태를 보여주는 도면.
도 18a는 본 발명의 실시 예 12에 의한 LED 어레이 배열 상태를 보여주는 도면.
도 18b는 본 발명의 실시 예 13에 의한 LED 어레이 배열 상태를 보여주는 도면.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하 첨부된 도 4 내지 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 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.
도 4는 본 발명의 실시 예 1에 의한 LED 어레이를 포함하는 에지형 백라이트 유닛을 채용한 액정표시장치를 보여 주는 단면도이다. 본 발명의 에지형 백라이트 유닛(EBLU)은 도광판(LG)의 측면에 빛을 조사하는 LED 어레이(LEDAR)를 구비한다. 도광판(LG)과 액정표시패널(LCDP) 사이에는 광학시트들(OPT)이 배치된다. 광학시트들(OPT)은 1 매 이상의 프리즘 시트, 1 매 이상의 확산시트 등을 포함하여 도광판(LG)으로부터 입사되는 빛을 확산하고 액정표시패널(LCDP)의 광입사면에 대하여 실질적으로 수직인 각도로 빛의 진행경로를 굴절시킨다. 광학시트들(OPT)은 DBEF(dual brightness enhancement film)를 더 포함할 수도 있다. 가이드 패널(GP)은 액정표시패널(LCDP)과 에지형 백라이트 유닛(EBLU)의 측면을 감싸고 액정표시패널(LCDP)과 광학시트들(OPT) 사이에서 액정표시패널(LCDP)을 지지한다. 커버 버텀(CB)은 에지형 백라이트 유닛(EBLU)의 하면을 감싼다. 커버 버텀(CB)과 도광판(LG) 사이에는 반사시트(REF)가 배치된다. 탑 케이스(TC)는 액정표시패널(LCDP)의 측면과 가이드 패널(GP)의 측면을 감싼다.
도 5 를 더 참조하여, 본 발명의 실시 예 1에 대하여 상세히 설명한다. 도 5는 도 4에 의한 액정표시장치를 도 4의 오른편에서 바라본 측면도이다. LED 어레이(LEDAR)의 배열 상태를 보면, 좌측 최외각에 있는 적색 LED(100)가 액정표시패널(LCDP)의 좌측변을 기준으로 1/2 면적은 도광판(LG), 광학필름(OPT) 및 액정표시패널(LCDP) 영역 내에 포함되고, 나머지 1/2 면적은 도광판(LG), 광학필름(OPT) 및 액정표시패널(LCDP)의 영역 외부에 포함되도록 배열하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 배열 구조를 가질 경우, 최외각에 있는 LED(100)의 전체 발광량 중 1/2만 도광판(LG) 및 광학필름(OPT)를 통해 액정표시패널(LCDP)로 출사된다. 따라서, 종전과 같은 액정표시패널(LCDP)의 가장자리에서 redish와 같은 최외각 LED(100)의 색상이 도드라져 표시되는 문제를 해결할 수 있다.
실시 예 1에서는 LED 어레이(LEDAR)를 구성하는 각 LED의 형상이 정사각형 또는 직사각형 중 어떠한 형태를 갖아도 상관 없다. 다만, LED 어레이(LEDAR)의 LED 배열을 변경하여, 최외각 LED가 일부 영역만 액정표시패널의 영역에 포함되도록 구성하는 것이 중요하다. 액정표시패널에 포함되는 최외각 LED의 면적 비율은 최외각 LED 전체 크기의 30% 내지 70% 사이에서 설계 요구조건 및 설계자의 의도에 따라 선택할 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 50%를 기준으로 설명하였다.
전술한 실시 예 1에서는, 기존에 도광판(LG), 광학필름(OPT) 및 액정표시패널(LCDP) 영역 내에 모두 포함되도록 배열된 LED 어레이(LEDAR) 전체를 재 배열하여 최외각 LED(100)의 일부 영역만을 도광판(LG), 광학필름(OPT) 및 액정표시패널(LCDP) 영역 내에 포함시켰다. 이것은, 전체 LED 어레이(LEDAR) 설계를 변경해야하는 번거로움이 있다. 따라서, 이하에서는 더욱 간편한 배열 변경 방법으로 최외각 LED에 의한 색상 돌출문제를 해결한 예들을 살펴보기로 한다.
도 6 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시 예 2에 의한 LED 어레이(LEDAR)의 구체적인 배열 상태에 대하여 살펴본다. 도 6은 실시 예 2에 의한 LED 어레이를 나타내는 사시도이다. 도 7은 커버 버텀의 수직면에 배치된 LED 어레이와 도광판과의 관계를 나타내는 확대도이다. 도 7에서 도광판(LG)는 실제로 LED 어레이 (LEDAR)와 중첩되는 것이지만, 위치관계를 나타내기 위해 LED 어레이(LEDAR)의 아래부분에 표시하였다.
이하에서 설명하는 에지형 백라이트 유닛용 LED 어레이(LEDAR)에 사용하는 LED는 대략 직사각형 모양을 갖는다. LED 어레이(LEDAR)가 R-G-B 형태로 배열되어 있을 때, 제일 처음(혹은 마지막)에 적색 LED(100)가 위치한 경우, 적색이 도드라져 보이는 것을 방지하기 위해, 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)를 가로 방향으로 배치하는 것을 특징으로 한다. 이 때, R-G-B LED들이 모두 세로로 배치된 LED 어레이(LEDAR)에서 첫번째 (혹은 마지막번째)에 위치하는 적색 LED(100)만을 가로 방향으로 배치한다.
이 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)를 동일하게 세로로 배치하였을 때는, 모든 LED 어레이(LEDAR)은 도광판(LG) 및 액정표시패널(LCDP)의 영역 내에 배치되는 결과를 갖는다. 따라서, 이 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED가 오른편방향에서는 녹색 LED와 합성되지만, 왼편 방향에서는 합성될 다른 색의 LED가 없으므로 적색이 도광판을 통해 액정표시패널로 도드라져 발광한다. 하지만, 도 6 내지 도 7에서 처럼 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)를 가로 방향으로 배열하면, 이 적색 LED(100)의 절반은 도광판(LG) 및 액정표시패널 (LCDP) 영역 내에 위치하지만, 나머지 절반은 도광판(LG) 및 액정표시패널(LCDP) 영역 외부에 위치하게 된다. 따라서, 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)의 광량이 절반으로 줄어 redish 문제가 반감되므로 액정표시 패널에서 도드라져 보이지 않게 된다.
실시 예 2 및 이하의 실시 예들에서는 직사각형 LED들이 순차적으로 배열된 LED 어레이에서, 최외각 LED만을 가로로 배열하여 최외각 LED가 일부 영역만 액정표시패널의 영역에 포함되도록 구성하는 것이 중요하다. 액정표시패널에 포함되는 최외각 LED의 면적은 최외각 LED 전체 크기의 30% 내지 70% 사이에서 설계 요구조건 및 설계자의 의도에 따라 선택할 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 50%를 기준으로 설명하였다.
본 발명의 실시 예 3에 의한 것으로 도 8에서 도시한 것과 같은 LED 어레이 배열을 생각할 수 있다. 도 8은 본 발명의 실시 예 3에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면이다. 도 8에서 도광판(LG)는 실제로 LED 어레이(LEDAR)과 중첩되어 보이지만, 위치관계를 나타내기 위해 LED 어레이(LEDAR)의 아래부분에 표시하였다.
실시 예 3에 의한 LED 어레이(LEDAR)는 실시 예 2에서와 같이 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)를 가로 방향으로 배열하는 것은 동일하다. 다만 차이가 있다면, 가로 방향으로 놓이는 적색 LED(100)의 위치가 다르다는 점이다. 실시 예 1에서는 가로 방향으로 배열된 적색 LED(100)가 광학필름(OPT)에 가까운 방향인 상부측에 배치되어 있다. 하지만, 실시 예 3에서는 이웃하는 LED들의 중앙 부분의 높이에 해당하는 위치에 배열되는 것이 특징이다. 이는 가로 방향으로 배열된 적색 LED(100)가 광학필름(OPT)에 가깝게 놓이는 것 보다 좀 거리를 두고 위치하는 것이 적색이 도드라져 보이는 redish 문제를 좀 더 효과적으로 해소할 수 있기 때문이다.
가장 바람직하게는 도 9와 같은 LED 배열이 있다. 도 9는 본 발명의 실시 예 4에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면이다. 실시 예 4에 의한 LED 어레이(LEDAR)은 실시 예 2 및 실시 예 3와 같이 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)를 가로 방향으로 배열하는 것은 동일하다. 다만 차이가 있다면, 가로 방향으로 놓이는 적색 LED(100)의 위치가 광학필름(OPT)에서 가장 멀리 위치하도록 이웃하는 LED들의 아래 부분에 해당하는 위치에 배열되는 것이 특징이다. 실시 예 4에 의한 LED 어레이가 적색이 도드라져 보이는 redish 문제를 가장 적게 발생시킨다.
또 다른 LED 어레이의 배열을 도 10 및 도 11에서와 같이 구성할 수 있다. 도 10은 본 발명의 실시 예 5에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면이다. 도 11은 본 발명의 실시 예 6에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면이다. 실시 예 5 및 6에서는 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)를 대각선 방향으로 배치한 것에 차이가 있다. 실시 예 5는 도광판(LG)에 영향을 주는 대각 절반 부분이 가급적 광학필름(OPT)에서 멀리 떨어지도록 배치하였다. 실시 예 6은 도광판(LG)에 영향을 주는 대각 절반 부분이 가급적 광학필름(OPT)에 가깝도록 배치하였다. 도 10에서 개시하는 실시 예 5에 의한 LED 어레이가 실시 예 6보다는 좀 더 적색이 도드라져 보이는 redish 문제를 더 효과적으로 해소한다.
상기 실시 예 2 내지 실시 예 6에 의한 LED 어레이는 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)의 장착 형태를 변경하는 것에 관련된 실시 예들이다. 다음 실시 예 6은 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)의 장착 형태를 변경하는 것에 추가로 청색 혹은 녹색 LED를 더 추가하여 단일 색상이 도드라져 보이는 빛샘 문제를 해결하는 실시 예이다. 도 12a 내지 12d는 본 발명의 실시 예 7에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면들이다. 실시 예 7은 실시 예 2에서 가로 방향으로 설치된 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)의 아래의 빈 공간에 보조 청색 LED(110)를 더 포함한다. 이 경우, 제일 좌측의 LED 배열을 보면, 삼각형 배열로 R-G-B가 배열된 구조를 갖는다. 또한, 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)와 마찬가지로, 보조 청색 LED(110)도 절반은 도광판(LG) 및 액정표시패널(LCDP) 영역 내에 위치하지만, 나머지 절반은 도광판(LG) 및 액정표시패널 (LCDP) 영역 외부에 위치한다. 따라서, 첫번째 적색 LED(100)와 보조 청색 LED(110)이 혼색되어 redish 문제를 더욱 감소 시키는 효과를 얻을 수 있다. 여기서 주의할 점은, LED 어레이가 RGB 방식으로 배열된 경우에는 도 12a와 같이 배치되지만, RBG 방식으로 배열된 경우에는 도 12b와 같이 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)의 아래 빈 공간에 보조 녹색 LED(120)를 더 포함하도록 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 실시 예 7은, 도 12c에 도시한 바와 같이, 실시 예 4에서 가로 방향으로 설치된 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)의 상부의 빈 공간에 보조 청색 LED(110)를 더 포함할 수도 있다. 또는, 도 12d에 도시한 바와 같이, LED 어레이(LEDAR)가 RBG 방식으로 배열된 경우에는, 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)의 상부의 빈 공간에 보조 녹색 LED(120)를 더 포함하도록 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 가로 방향으로 배치된 최외각 LED의 아래 부분 또는 상부의 빈 공간에는, 최외각 LED와 평행하게 배치되되, 최외각 LED 그리고 상기 최외각 LED와 가장 가까이 배열된 세로 방향의 LED와의 배열 조합이 RGB 조합을 이루는 보조 LED가 추가로 장착된다.
실시 예 8은 실시 예 7에서 제일 좌측 (혹은 제일 우측)에 배치된 가로 방향으로 나열된 첫번째(혹은 마지막번째) 적색 LED(100)와 보조 녹색 LED(110) (혹은 보조 청색 LED(120))의 크기를 LED 어레이(LEDAR)을 구성하는 다른 LED들의 절반 크기로 형성한 경우를 설명한다. 제일 좌측 (혹은 제일 우측)에 배치된 LED들은 본 발명에 의한 배열 구조로 인해서, 절반의 크기에 해당하는 광량만이 도광판(LG)에 입사된다. 따라서, 제일 좌측 (혹은 제일 우측)에 배치된 LED들을 절반 크기를 갖는 정사각형으로 형성하여 도광판(LG) 영역 내에 모두 들어오도록 배치할 수도 있다. 도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 실시 예 8에 의한 LED 어레이를 나타내는 도면들이다. 도 13a 내지 도 13d들은 각각 도 12a 내지 도 12d들과 같은 LED 배열을 갖는 LED 어레이(LEDAR)에서 제일 좌측(혹은 제일 우측)에 배치된 LED들의 크기를 절반으로 줄인 정사각형 적색 LED (100a), 정사각형 녹색 LED(110a) 또는 정사각형 청색 LED(120a)를 적용한 경우를 나타낸다.
또한, 이들 제일 좌측 (혹은 제이 우측)에 배치되는 LED들의 형태 역시 직사각형 혹은 정사각형에 국한하지 않는다. 본 발명의 실시 예 9에서는 제일 좌측(혹은 제일 우측)에 배치된 LED들의 형태를 변경한 경우를 설명한다. 실시 예 7에 의한 도 12a 내지 도 12d의 경우에, 타원형 LED를 적용할 수 있다. 반면에, 실시 예 8에 의한 도 13a 내지 도 13d는 정사각형 LED 대신에 원형 LED를 적용할 수 있다. 도 14a는 본 발명의 실시 예 9에서 타원형 LED를 적용한 경우를 나타내는 도면이다. 도 14a는 도 12a에서 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(100)와 보조 청색 LED(110)에 각각 타원형 적색 LED(100b) 및 타원형 청색 LED(110b)를 적용한 경우를 나타낸다. 도 14b는 본 발명의 실시 예 9에서 원형 LED를 적용한 경우를 나타내는 도면이다. 도 14b는 도 13a에서 정사각형 적색 LED(100a)와 정사각형 청색 LED(110a)에 각각 원형 적색 LED(100c)와 원형 청색 LED(110c)를 적용한 경우를 나타낸다.
이상은 에지형 백 라이트 유닛에서 LED 어레이의 배열 상태를 변화를 주어 별다른 추가 장치나 수단 없이 최외각에 위치한 적색 LED의 광이 도드라져 보이는 redish 문제를 해결하는 여러 실시 예들에 대하여 설명하였다. 이하에서는 도 15 내지 도 18b를 이용하여, 직하형 백 라이트 유닛에서 발생하는 redish 문제를 해결하기 위한 실시 예들에 대하여 설명한다. 이하 직하형 백 라이트 유닛에서는 LED 어레이의 배열을 변경하는데 더 용이한 직사각형 LED를 구비한 경우에 대해서만 설명하였다. 그러나, 본 발명의 중요한 사상은 최외각 LED의 일부 영역만을 액정표시패널 영역에 포함시키는 것이므로 본 발명의 실시 예 1과 같이 실시 할 수 있다.
도 15는 LED 어레이(LEDAR)를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 보여 주는 단면도이다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 직하형 백라이트 유닛(DBLU)은 액정표시패널(LCDP)과 LED 어레이(LEDAR) 사이에 배치된 확산판(DIFF), 및 광학시트들(OPT)을 포함한다. LED 어레이(LEDAR)는 확산판(DIFF) 아래의 광원 하우징 (CASE) 바닥 위에 다수 배치된다. 광원 하우징(CASE)과 LED 어레이(LEDAR) 사이에는 반사시트(REF)가 배치된다. 가이드 패널(GP)은 액정표시패널(LCDP)과 직하형 백라이트 유닛(DBLU)의 측면을 감싸고 액정표시패널(LCDP)과 광학시트들(OPT) 사이에서 액정표시패널(LCDP)을 지지한다. 커버 버텀(CB)은 직하형 백라이트 유닛(DBLU)의 하면을 감싼다. 탑 케이스(TC)는 액정표시패널(LCDP)의 측면과 가이드 패널(GP)의 측면을 감싼다.
도 16은 본 발명의 실시 예 10에 의한 LED 어레이(LEDAR)의 배열 상태를 보여주는 도면이다. 도 16에서는 탑 케이스(TC)와 가이드 패널(GP)에 내장된 확산판(DIFF), 광학시트(OPT) 및 액정패널(LCDP)에 대한 LED 어레이(LEDAR)의 배열 상태를 보여준다.
예를 들어, LED 어레이(LEDAR)가 R-G-B 형태로 배열되어 있을 때, 제일 처음(혹은 마지막)에 적색 LED가 일렬로 위치한 경우, LED 어레이(LEDAR) 중에서 좌측변에 일렬로 배열된 적색 LED들에 의해 적색이 도드라져 보인다. 적색 LED 뿐만아니라 청색 혹은 녹색의 LED가 마지막에 일렬로 배열될 경우에도 청색 혹은 녹색이 도드라져 보인다. 이와 같이 마지막에 위치하는 LED의 색상이 도드라져 보이는 것을 방지하기 위해, 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(200)들을 (혹은 청색, 녹색일 수 있음) 가로 방향으로 배치하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로 설명하면, 직하형 백라이트 유닛(DBLU)용 LED 어레이(LEDAR)에 사용하는 LED는 대략 직사각형 모양을 갖는다. 이 때, R-G-B LED들이 모두 세로로 배치된 LED 어레이(LEDAR)에서 첫번째 (혹은 마지막번째)에 위치하는 적색 LED(200)들만을 가로 방향으로 배치한다.
도 16에서 점선으로 표시한 것처럼, 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(200)들을 다른 LED들과 마찬가지로 세로로 배치하였을 때는, 모든 LED 어레이(LEDAR)은 확산판(DIFF), 광학필름(OPT) 및 액정패널(LCDP)의 사각형 정면 크기 내에 배치되는 결과를 갖는다. 따라서, 이 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(200)들의 오른편방향에서는 녹색 LED와 합성되지만, 왼편 방향에서는 합성될 다른 색의 LED가 없으므로 적색이 액정표시 패널의 좌측 가장자리에서 도드라져 발광한다. 하지만, 도 16에서 실선으로 표시한 것처럼 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(200)들을 가로 방향으로 배열하면, 이 적색 LED(200)들의 절반은 확산판(DIFF), 광학필름(OPT) 및 액정패널(LCDP)의 영역 내에 위치하지만, 나머지 절반은 외부에 위치하게 된다. 따라서, 첫번째 (혹은 마지막번째) 적색 LED(200)들의 광량이 절반으로 줄어 redish 문제가 반감되므로 액정표시 패널에서 도드라져 보이지 않게 된다.
도 17은 본 발명의 실시 예 11에 의한 LED 어레이(LEDAR)의 배열 상태를 보여주는 도면이다. 도 17을 참조하여, 본 발명의 실시 예 11에 대하여 살펴본다. 직하형 백 라이트 유닛(DBLU)용 LED 어레이(LEDAR)에서 오른쪽 최외각에 청색 LED(혹은 녹색 LED)들이 일렬로 배치될 경우, 청색 LED(혹은 녹색 LED)들도 왼쪽 최외각에 배치된 적색 LED(200)들과 마찬가지로 가로로 배열될 수 있다. 보통은, 청색이나 녹색 도드라져 보이더라도, 적색보다는 시인성이 낮아 눈에 거슬리지는 않는다. 하지만, 경우에 따라서는, 청색 LED나 녹색 LED가 최외각에 배치되어 blueish나 greenish 문제를 야기할 경우도 있다. 이런 경우에, 도 17에서처럼 LED 어레이를 배열하면, 액정 패널(LCDP)의 왼쪽 변에서 발생하는 적색이 도드라져 보이는 문제와 오른쪽 변에서 발생하는 파란색(혹은 녹색)이 도드라져 보이는 문제를 동시에 해결할 수 있다.
또한, 도 18a 및 도 18b에서는 최외각 적색 LED(200)를 대각선 방향으로 배열한 예를 나타내었다. 도 18a는 본 발명의 실시 예 12에 의한 LED 어레이 배열 상태로 최외각 LED가 좌상에서 우하로 향하는 대각선 방향으로 배치된 것을 나타내는 도면이다. 도 18b는 본 발명의 실시 예 13에 의한 LED 어레이 배열 상태로 최외각 LED가 우상에서 좌하로 향하는 대각선 방향으로 배치된 것을 나타내는 도면이다.
그리고, 도면을 이용하여 구체적으로 설명하지 않았으나, 에지형 백 라이트 유닛(EBLU)에 적용한 본 발명의 실시 예 7 내지 실시 예 9의 내용을 직하형 백 라이트 유닛(DBLU)에도 적용할 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.
100: 최외각 (적색) LED LCDP: 액정표시패널
100a: 정사각형 적색 LED 100b: 타원형 적색 LED
100c: 원형 적색 LED 110: 보조 청색 LED
110a: 정사각형 청색 LED 110b: 타원형 청색 LED
110c: 원형 청색 LED 120: 녹색 LED
120a: 정사각형 녹색 LED 120b: 타원형 녹색 LED
120c: 원형 녹색 LED
OPT: 광학 필름 LEDAR: LED 어레이
REF: 반사 필름 DIFF: 확산판
LG: 도광판 EBLU: 에지형 백 라이트 유닛
DBLU: 직하형 백 라이트 유닛 CB: 커버 버텀
TC: 탑 케이스 GP: 가이드 패널

Claims (17)

  1. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널의 아래에 배치된 광학필름; 그리고
    상기 광학필름 아래에 적색, 녹색 및 청색 LED들이 순차적으로 배열된 LED 어레이를 포함하되;
    상기 LED 어레이 중 최외각 LED는 일부 면적은 상기 액정표시패널 영역에 포함되고, 나머지 면적은 상기 액정표시패널 영역의 외부에 포함되며,
    상기 최외각 LED의 상측 또는 하측에서, 일부 면적은 상기 액정표시패널 영역에 포함되고, 나머지 면적은 상기 액정표시패널 영역의 외부에 포함되도록 상기 최외각 LED와 평행하게 보조 LED가 배치되며, 상기 최외각 LED, 상기 보조 LED, 및 상기 최외각 LED와 가장 가까이 배열된 LED의 배열 조합은 RGB 조합을 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학필름 아래에 배치되어 측변에서 입사된 광을 굴절시켜 상기 광학필름 및 상기 액정표시패널 정면으로 출사시키는 도광판을 더 포함하고;
    상기 LED 어레이는 상기 도광판의 일측변에서 상기 액정표시패널의 정면에 대해 수직방향을 향하도록 배치되며;
    상기 LED 어레이의 LED 각각은 직사각형 형상을 가지며;
    상기 최외각 LED 및 상기 보조 LED는 가로 방향으로 배치되고, 나머지 LED들은 세로 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가로 방향으로 배치된 최외각 LED는 상기 세로 방향으로 배치된 나머지 LED들의 상단변에 맞추어 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 가로 방향으로 배치된 보조 LED는 상기 세로 방향으로 배치된 나머지 LED들의 하단변에 맞추어 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학필름 아래에 배치되는 확산판을 더 포함하고;
    상기 LED 어레이는 상기 확산판 아래에 상기 확산판, 상기 광학필름 및 상기 액정표시패널의 전면을 향해 배치되며;
    상기 LED 어레이의 LED 각각은 직사각형 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 최외각 LED는 적색 LED 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시패널 영역에 포함된 상기 최외각 LED의 상기 일부 면적은 상기 최외각 LED 전체 크기의 30% 내지 70%에서 선택한 어느 한 값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시패널 영역에 포함된 상기 일부 면적과, 상기 액정표시패널 영역의 외부에 포함된 상기 나머지 면적은 1:1 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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