KR101948169B1 - 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 다수의 서브블록으로 정의되고, 전면에 렌즈 형상의 단면을 가지는 다수의 광경로변환패턴을 구비하며, 상기 전면과 마주보는 배면에는 빛을 상기 전면을 향해 반사시키는 반사패턴이 상기 각 서브블록별로 선택적으로 형성되어 있는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일 가장자리 측면과 마주 대하도록 배치되는 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛과 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 광원이 측면에 배치되는 측면형 백라이트 유닛에서 로컬디밍을 구현할 수 있도록 하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
이러한 액정패널은 게이트배선, 데이터배선 및 박막트랜지스터(thin film transistor: TFT)가 형성된 제1기판과, 빛을 차광하기 위한 차광패턴 및 컬러구현을 위한 적, 녹, 청색 컬러패턴으로 구성된 컬러필터가 형성된 제2기판으로 이루어진다.
하지만 이와 같은 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.
여기서 백라이트 유닛의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)나 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp:EEFL)와 같은 형광램프가 많이 사용되어 왔으나, 최근 액정표시장치의 박형화, 경량화 추세에 따라 소비전력, 무게, 휘도 등에서 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode:LED, 이하 LED라 함)가 많이 사용되는 추세에 있다.
이러한 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분되는데, 직하형 방식의 백라이트 유닛은 광원을 액정패널 하부에 배치함으로써 광원으로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형 방식의 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 광원을 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 광원으로부터 출사되는 빛을 간접적으로 액정패널에 공급하는 방식이다.
이때 직하형 방식의 백라이트 유닛은 다수의 LED를 세분화하여 독립적인 전압이 인가되는 LED스트링(string) 또는 LED 어셈블리로 구분지어 각 LED스트링 또는 LED 어셈블리별로 서로 상이한 휘도의 빛을 출사하도록 하는 로컬디밍(local dimming) 구동 또는 스캔구동이 가능한 반면, 측면형에 비해 많은 수의 LED가 소요되며 소비전력이 높은 문제점이 있다.
또한 측면형 방식의 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛에 비해 제작이 용이하며, 박형으로 무게가 가볍고 소비전력이 낮은 이점을 가지는 반면, LED가 백라이트 유닛의 측면에 위치함에 따라 스캔구동에 한계가 있고, 로컬디밍 구동을 구현하지 못하는 문제점이 있다. 이에 따라 측면형 방식의 백라이트 유닛은 세밀한 화면 표현에 한계가 있다.
한편, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로 보다 넓은 디스플레이 면적을 가지면서 경량, 박형 및 네로우 베젤(narrow bezel)을 가지고 보다 세밀하며 생동감 있는 영상을 표현할 수 있는 액정표시장치를 구현하려는 노력을 활발히 기울이고 있다.
이에 따라 측면형 방식의 백라이트 유닛에 스캔구동 및 로컬디밍구동을 적용할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
이에 따라 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 배면 패턴을 통해 다수의 블록을 정의할 수 있는 도광판을 적용함으로써 스캔구동 및 로컬디밍구동이 가능한 측면형 방식의 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 다수의 서브블록으로 정의되고, 전면에 렌즈 형상의 단면을 가지는 다수의 광경로변환패턴을 구비하며, 상기 전면과 마주보는 배면에는 빛을 상기 전면을 향해 반사시키는 반사패턴이 상기 각 서브블록별로 선택적으로 형성되어 있는 도광판과; 상기 도광판의 적어도 일 가장자리 측면과 마주 대하도록 배치되는 광원을 포함한다.
여기서, 상기 다수의 서브블록 중 상기 반사패턴이 형성된 하나의 서브블록을 기준으로 이의 상하좌우의 서브블록 각각에는 상기 반사패턴이 형성되지 않은 것을 특징으로 한다.
또한 상기 반사패턴은 상기 광원에서 멀어질수록 패턴이 조밀해지도록 형성되거나, 또는 상기 반사패턴의 크기가 커지며 패턴 간 간격이 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 도광판의 적어도 일 가장자리 측면은 상기 장변방향의 측면에 해당되고, 상기 다수의 광경로변환패턴은 상기 장변방향을 따라 골이 반복되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 광원은 상기 일 가장자리 측면과 마주 대하도록 배치되는 제1광원과, 상기 일 가장자리 측면과 마주보는 타 가장자리 측면과 마주 대하도록 배치되는 제2광원으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 도광판은 상기 제1광원에 대응되는 제1도광판과, 상기 제2광원에 대응되는 제2도광판으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2도광판 각각의 반입광부는 빛을 반사할 수 있는 반사막 처리가 된 상태이거나, 또는 상기 제1 및 제2도광판의 반입광부 사이에는 빛을 반사할 수 있는 반사부재가 구비된 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 일면에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선 및 데이터 배선을 포함하는 액정패널과; 다수의 서브블록으로 정의되고, 전면에 렌즈 형상의 단면을 가지는 다수의 광경로변환패턴을 구비하며, 상기 전면과 마주보는 배면에는 빛을 상기 전면을 향해 반사시키는 반사패턴이 상기 각 서브블록별로 선택적으로 형성되어 있는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일 가장자리 측면과 마주 대하도록 배치되는 광원을 포함하여 상기 액정패널의 배면에 위치되는 백라이트 유닛을 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 따르면, 광에 직진성을 부여하는 광경로변환패턴을 전면부에 구비하고, 다수의 서브블록을 정의하는 반사패턴을 배면부에 구비하는 도광판을 적용함으로써 측면형 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에서 스캔구동 및 로컬디밍 구동을 할 수 있게 된다.
특히, 액정표시장치를 정면에서 볼 때 가로방향(장변방향)의 일 가장자리 또는 양 가장자리에 각각 LED 어셈블리가 배치될 수 있도록 함으로써 세로방향(단변방향)의 베젤의 폭을 줄여 보다 미려한 디자인을 가지는 수평 측면형 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 어셈블리와 도광판을 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 어셈블리와 도광판의 배면을 보여주는 배면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 로컬디밍 구동을 설명하기 위한 도면.
도 6a 및 도 6b은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 스캔구동을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 LED 어셈블리와 도광판의 배면을 보여주는 배면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(100)는 영상이 구현되는 액정패널(110), 액정패널(110)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120), 액정패널(110)에 게이트신호 및 데이터신호를 각각 공급하는 게이트 구동부(164) 및 데이터 구동부(166), 외부 회로로부터 영상신호와 제어신호를 공급받아 게이트 구동부(164)로 게이트 제어신호를 공급하고 데이터 구동부(166)로 RGB데이터, 데이터 제어신호를 공급하는 타이밍 제어부(162), 타이밍 제어부(162)로부터 디밍신호 또는 스캔신호를 공급받아 백라이트 유닛(120)의 전원 공급을 제어하는 백라이트 구동부(168)를 포함한다.
여기서 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(112, 114)으로 구성된다.
능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112)은 투명절연기판 상에 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트 배선(113) 및 다수의 데이터 배선(115)과, 다수의 화소영역(P)마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)(Tr)와, 박막트랜지스터(Tr)에 연결되며 화소전극과 공통전극을 포함하는 액정 커패시터(Clc)와, 이러한 액정 커패시터(Clc)와 연결되는 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 제1기판(112)과 마주보며 상부기판 또는 컬러기판이라 불리는 제2기판(114)은, 투명절연기판의 하부로 상기 게이트 배선(113)과 데이터 배선(115) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등에 대응되는 비표시요소를 가리기 위해 각 화소영역(P)을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스(미도시)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴으로 이루어지는 컬러필터층(미도시)이 형성되어 있다.
이에 따라 공통전극과 화소전극이 제1기판(112)에 형성됨으로써 수평방향으로 자기장이 형성될 수 있는데, 이에 한정되지 않고 공통전극은 제2기판(114)에 형성됨으로써 제1기판(112) 상의 화소전극과 제2기판(114) 상의 공통전극 간에 수직방향으로 자기장이 형성되도록 할 수 있다.
이러한 제1기판(112)과 제2기판(114) 각각의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(119a, 119b)이 구비될 수 있다.
한편 제1기판(112)의 다수의 게이트 배선(113) 및 다수의 데이터 배선(115)에 각각 게이트 신호 및 데이터 신호를 공급하는 게이트 구동부(164) 및 데이터 구동부(166)는, 게이트 구동집적회로(driving integrated circuit: D-IC) 및 데이터 구동집적회로가 장착된 인쇄회로기판의 형태로 구성되어 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라 연결될 수 있다. 이때 인쇄회로기판에는 타이밍 제어부(162)가 더 포함될 수 있다.
이에 따라 인쇄회로기판을 통해 전달된 게이트 구동부(164)의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트 배선(113) 별로 선택된 박막트랜지스터(Tr)가 온(on) 되면 데이터 구동부(166)의 신호전압이 데이터 배선(115)을 통해서 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)에 공급되며, 해당 화소전극(미도시)으로 전달되고, 이에 따른 화소전극(미도시)과 공통전극(미도시) 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
타이밍 제어부(162)는, TV시스템 또는 그래픽 카드 등과 같은 외부 회로로부터 영상 표시를 위한 영상신호, 데이터인에이블(DE), 수평동기신호(HSY), 수직동기신호(VSY), 클럭(CLK) 등을 공급받아 RGB데이터, 데이터 제어신호, 게이트 제어신호를 생성한다.
또한, 타이밍 제어부(162)는 프레임 별로 영상신호를 분석하여 백라이트 유닛(120)을 서브블록(sub block)단위로 구동하기 위한 디밍신호(dimming signal) 또는 다수의 서브블록으로 이루어진 라인블록(line block)단위로 구동하기 위한 스캔신호(scan signal)를 생성하여 백라이트 구동부(168)에 공급한다.
예를 들어 일 프레임의 영상신호의 특정부분, 즉 서브블록 또는 라인블록에 낮은 휘도의 데이터가 몰려있을 경우, 타이밍 제어부(162)는 이러한 데이터를 분석하여 서브블록 또는 라인블록의 계조가 높아지도록 영상신호를 데이터 변환하고 그에 대응되어 듀티비가 감소된 디밍신호 또는 스캔신호를 생성하여 백라이트 구동부(168)에 공급한다.
이에 따라 백라이트 구동부(168)는 디밍신호에 따라 해당 LED로 전류를 공급하여 백라이트 유닛(120)의 해당 서브블록이 구동되도록 하거나, 또는 스캔신호에 따라 해당 LED로 전류를 공급하여 백라이트 유닛(120)의 해당 라인블록이 순차적으로 구동되도록 함으로써 백라이트 유닛(120)이 액정패널(110)의 특정부분에 휘도가 감소된 빛을 공급하도록 한다.
이를 통해, 액정패널(110)에 표시되는 일 프레임의 영상 중 특정부분의 블랙 휘도가 더 낮아지게 되고, 화이트와 블랙의 휘도비로 정의되는 대조비(contrast ratio)가 개선될 수 있게 된다.
이때, 백라이트 유닛(120)의 해당 서브블록 또는 라인블록의 휘도 감소는 백라이트 유닛(120)의 LED에 인가되는 온-전압(on-voltage)의 인가시간의 감소, 즉 듀티비(duty ratio)의 감소를 통한 공급전류의 세기 감소를 의미하며, 이에 따라 액정표시장치(100)의 소비전력이 절감될 수 있게 된다.
한편 일 프레임의 영상신호의 특정부분, 즉 특정 서브블록 또는 특정 라인블록에 높은 휘도의 데이터가 몰려있을 경우에도 해당 LED로의 공급전류의 세기를 증가시켜 액정표시장치 화면의 대조비를 개선시킬 수 있다.
즉, 타이밍 제어부(162)는 프레임 별로 영상신호를 분석하여 각 LED의 온 또는 오프와, 각 LED의 발광량(공급전류의 세기)을 제어하는 스캔신호 또는 디밍신호를 생성하여 백라이트 구동부(168)에 공급한다.
이와 같이 서브블록 또는 라인블록을 구동하기 위한 타이밍 제어부(140)는, 도시하지는 않았지만 히스토그램 분석부, 데이터 변환부 및 듀티비 변환부를 포함할 수 있다.
한편 액정패널(110)의 배면에는 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 커버버툼(150)의 서로 마주보는 내측면 각각을 따라 배치되는 광원과, 커버버툼(150) 상에 안착되는 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123)과, 일정간격 이격된 상태로 도광판(123)의 상부에 구비되는 확산판(124)과 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(121)을 포함한다.
상기 광원으로는 LED(129a)를 사용하는데, 다수의 LED(129a) 각각이 일정 간격 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(129b)에 장착됨으로써 LED 어셈블리(129A, 129B)를 이룬다.
상기 LED 어셈블리(129A, 129B)는 접착 등의 방법으로 고정되어 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 도광판(123)의 서로 마주보는 입광부와 각각 대면되도록 위치되는데, 특히 본 발명에 따른 LED 어셈블리(129A, 129B)는 액정표시장치 화면을 정면에서 볼 때 가로방향의 양 가장자리 각각을 따라 배치되는 것을 특징으로 한다. 이를 수평 측면 방식(horizontal edge type)의 백라이트 유닛, 나아가 수평 측면 방식의 액정표시장치라 한다.
이러한 LED 어셈블리(129A, 129B)의 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 빛은 도광판(123)에서의 굴절 및 반사를 이용하여 간접적으로 액정패널(110)에 공급되게 된다.
여기서, 상기 인쇄회로기판(129b)은 방열기능을 구비한 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board)에 해당될 수 있으며, 이러한 메탈코어인쇄회로기판의 배면에는 방열판(미도시)을 구비하여 다수의 LED(129a) 각각으로부터 발생되는 열이 외부로 방출되도록 할 수 있다.
반사판(125)은 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110)쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(123)은 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛을 도광하여 보다 고품질의 면광원으로 구현하는 역할을 한다.
특히 본 발명에 따른 도광판(123)은 광의 직진성을 향상시키기 위한 광경로변환패턴(123a)을 광이 출사되는 전면부에 구비하고, 다수의 서브블록을 정의하며 광을 액정패널(110)을 향하는 전면부로 출사시키기 위한 반사패턴(123b)을 배면부에 부분적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 도광판(123)의 전면과 배면에 각각 형성된 광경로변환패턴(123a)과 반사패턴(123b)을 통해 스캔 구동 또는 로컬디밍 구동을 액정표시장치 화면에서 구현할 수 있게 된다. 이에 대해서는 차후에 보다 상세히 설명한다.
이러한 도광판(123)의 상부에는 휘도의 균일도를 위한 확산판(124)이 위치되는데, 도광판(123)과 확산판(124)은 일정간격 이격된 상태로 배치되어 빛이 보다 균일하게 퍼질 수 있도록 한다
상기 확산판(124)의 상부로 면광원으로 변환된 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 하는 다수의 광학시트들(121)이 개재된다.
여기서 다수의 광학시트들(121)은, 일예로 광을 확산시키는 확산시트와, 광을집광시키는 집광시트를 하나 이상 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)과 탑커버(140) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화된다.
상기 탑커버(140)는 액정패널(110)의 전면 가장자리와 서포트메인(130)의 측면 일부를 덮도록 단면이 ㄱ형태로 절곡된 사각테 형상으로 전면이 개구되어 액정패널(110)에서 구현되는 화상이 표시될 수 있도록 한다.
서포트메인(130)은 탑커버(140)와 마찬가지로, 단면이 ㄱ형태로 절곡된 형상을 가지며, 액정패널(110)의 배면 가장자리를 지지하면서 백라이트 유닛(120)의 전면 가장자리와 커버버툼(150)의 측면 일부를 덮는다.
그리고, 백라이트 유닛(120)이 안착되어 액정표시장치모듈(100) 전체 기구물의 기초가 되는 커버버툼(150)은 사각판 형상으로 이의 가장자리에서 수직 연결된 네 측면을 포함한다. 이에 따라 커버버툼(150)의 서로 마주보는 양 내측면을 따라 LED 어셈블리(129A, 129B)가 배치된다.
이에 따라 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(130)으로 둘려진 상태로 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(140) 그리고 백라이트 유닛(120) 배면을 덮는 커버버툼(150)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(130)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.
이와 같이 모듈화됨에 따라 백라이트 유닛(120)의 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(123)의 내부로 입사된 후, 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사판(125)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트들(121)을 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급된다.
여기서, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 어셈블리와 도광판을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 어셈블리와 도광판의 배면을 보여주는 배면도로, 도 1 및 도 2를 참조한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 LED, 일예로 제1 내지 제11LED(1 내지 11)를 포함하는 적어도 두 개의 LED 어셈블리(129A, 129B)는 각각 도광판(123)의 서로 마주보는 양 장변(long sides) 측면(입광부)과 마주보도록 배치된다. 이때, 도광판의 장변은 가로방향에 해당되어 액정표시장치 화면을 정면에서 볼 때 LED 어셈블리(129A, 129B)는 가로방향의 양 가장자리 측면에 각각 배치된다.
여기서, 도광판(123)의 일 장변 측면에 배치되는 LED 어셈블리(일예로, 129A)는 하나 이상으로 이루어진 LED 어셈블리일 수 있다.
이때 도면에는 하나의 LED(129a)에 두 개의 광경로변환패턴(123a)이 대응되도록 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 하나의 LED는 하나 이상의 광경로변환패턴에 대응될 수 있다.
도광판(123)은 전면부에 광의 경로를 제어하는 다수의 광경로변환패턴(123a)을 구비하고, 배면부에 광을 액정패널(110)을 향하는 전면부로 반사시키기 위한 반사패턴(123b)을 부분적으로 구비한다.
여기서, 전면부에 형성된 각 광경로변환패턴(123a)은 단면이 반원 또는 반타원과 같은 렌즈 형상의 단면을 가지며, 도광판(123)의 전면부로부터 돌출 배열되도록 형성되어 도광판(123)의 장변방향을 따라 골(123a1)이 규칙적으로 반복 배열된다.
또한, 다수의 광경로패턴(123a)은 장변방향과 수직한 단변(short sides)방향을 따라 연장된다.
이러한 다수의 광경로변환패턴(123a)은 도광판(123)의 입광부를 통해 입사된 광이 직진성을 가지도록 반사 및 굴절되어 도광판(123) 내를 진행할 수 있도록 가이드하는 역할을 하는 것으로, 도광판(123)의 입광부를 통해 입사된 광은 광경로변환패턴(123a)에 의해 나선 형태로 진행되어 도광판(123) 내를 진행할 수 있게 된다.
한편, 배면부에 형성된 반사패턴(123b)은 다수의 LED(129a) 각각에 대응되어 장변방향과 이와 수직한 단변방향, 즉 행과 열을 따라 건너뛰며 교차 형성되어 다수의 서브블록(A1 내지 A44)을 정의하며, 도광판(123)으로 입사된 광을 전면부로 반사시켜 광이 전면부를 통해 출사될 수 있도록 가이드하는 역할을 한다. 즉, 반사패턴이 형성된 해당 서브블록의 휘도를 높이는 역할을 한다.
이러한 반사패턴(123b)은 다수의 서브블록(A1 내지 A44)을 n개라 할 때 1n/2개의 서브블록에 형성될 수 있다.
이와 같이 행과 열을 따라 건너뛰며 반사패턴(123b)이 교차 형성됨에 따라 반사패턴(123b)이 형성된 하나의 서브블록을 중심으로 이의 상하좌우의 서브블록 각각에는 반사패턴(123b)이 형성되지 않으며, 반대로 반사패턴(123b)이 형성되지 않은 하나의 서브블록을 중심으로 이의 상하좌우의 서브블록 각각에는 반사패턴(123b)이 형성된다.
한편 설명을 위해 하나의 LED(129a)에 하나의 서브블록이 대응되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 일예로, 적어도 2개 이상의 LED에 하나의 서브블록이 대응되도록 할 수 있다.
여기서, 소정 서브블록에 선택적으로 형성되는 반사패턴(123b)이 형성되는 반사패턴영역은 각 서브블록보다 작은 폭(M)과 너비(L)를 가지도록 형성됨이 바람직하다. 이는 배면에 형성된 반사패턴(123b)과 전면에 형성된 광경로변환패턴(123a)을 통해 광이 퍼지며 출사되기 때문에 실제 서브블록보다 작은 폭과 너비로 형성하는 것이다.
한편 도면에서는 반사패턴(123b)을 반원의 음각 패턴으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 인쇄방식 또는 사출방식을 통해 음각 또는 양각의 형태로 반타원, 다각형(polygon), 홀로그램(hologram) 등으로 다양하게 구성할 수 있다.
또한 반사패턴(123b)은 균일한 패턴 간격을 가지도록 형성될 수도 있으나 이에 한정되지 않고, 광원에서 멀어질수록 패턴이 조밀해지도록 형성되거나, 또는 패턴의 크기가 커지며 패턴 간 간격이 좁아지도록 형성될 수도 있다.
이러한 도광판(123)은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate: PMMA) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 폴리스틸렌(polystyren: PS)이 혼합된 폴리메타크릴스틸렌(polymethacrylstyrene: MS) 수지로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 다수의 서브블록(A1 내지 A44)은 좌측 또는 우측의 LED 어셈블리(129A, 129B)의 각 LED(129a)에 의해 면광원으로 구현될 수 있는데, 일예로 제1 내지 제22서브블록(A1 내지 A22)은 각각 상단의 LED 어셈블리(129a)의 각 LED(129a)를 통해 서브블록별로 면광원으로 구현될 수 있고, 제23 내지 제44서브블록(A23 내지 A44)은 하단의 LED 어셈블리(129b)의 각 LED(129a)를 통해 서브블록별로 면광원으로 구현될 수 있다.
또한, 이러한 다수의 서브블록(A1 내지 A44) 중 소정 개수의 서브블록이 라인블록을 이루는데, 일예로 제1 내지 제11서브블록(A1 내지 A11)은 제1라인블록(B1)을 이루고, 제12 내지 제22서브블록(A12 내지 A22)은 제2라인블록(B2)을 이루며, 제23 내지 제33서브블록(A23 내지 A33)은 제3라인블록(B3)을 이루고, 제34 내지 제44서브블록(A34 내지 A44)은 제4라인블록(B4)을 이룬다.
이를 보다 상세히 설명하면, 상단의 LED 어셈블리(129A)의 제1LED(1)는 제1서브블록(A1)에 대응되어 제1서브블록(A1)을 면광원으로 구현하고, 제2LED(2)는 제13서브블록(A13)에 대응되어 제13서브블록(A13)을 면광원으로 구현하며, 제3LED(3)는 제3서브블록(A3)에 대응되어 제3서브블록(A3)을 면광원으로 구현하고, 제4LED(4)는 제15서브블록(A15)에 대응되어 제15서브블록(A15)을 면광원으로 구현하며, 제5LED(5)는 제5서브블록(A5)에 대응되어 제5서브블록(A5)을 면광원으로 구현하고, 제6LED(6)는 제17서브블록(A17)에 대응되어 제17서브블록(A17)을 면광원으로 구현하며, 제7LED(7)는 제7서브블록(A7)에 대응되어 제7서브블록(A7)을 면광원으로 구현하고, 제8LED(8)는 제19서브블록(A19)에 대응되어 제19서브블록(A19)을 면광원으로 구현하며, 제9LED(9)는 제9서브블록(A9)에 대응되어 제9서브블록(A9)을 면광원으로 구현하고, 제10LED(10)는 제21서브블록(A21)에 대응되어 제21서브블록(A21)을 면광원으로 구현하며, 제11LED(11)는 제11서브블록(A11)에 대응되어 제11서브블록(A11)을 면광원으로 구현한다.
즉, 다수의 서브블록(A1 내지 A44)에서 각 서브블록의 휘도는 광을 공급하는 가로방향의 LED(129a)와 행과 열에 교번적으로 형성되어 광을 액정패널을 향하는 방향으로 반사시키는 반사패턴(123b)에 의해 결정된다.
이때, 각 LED(129a)로 공급되는 전류의 세기를 증가시켜 각 LED(129a)의 발광량을 증가시킴으로써 반사패턴(123b)이 형성된 서브블록과 동일 라인 상에 이웃하는 반사패턴이 형성되지 않은 각 서브블록을 면광원으로 구현시키는 것을 특징으로 한다. 일예로, 제1 및 제3LED(1, 3)의 전류 세기를 높게 조정하면, 제1 및 제3서브블록(A1, A3)뿐만 아니라 제1 및 제3서브블록(A1, A3)과 이웃하는 제2서브블록(A2)과 제4서브블록(A4), 특히 제2서브블록(A2)에 제1 및 제3LED(1, 3)로부터 출사된 광이 공급되어 면광원을 구현할 수 있게 된다.
한편 상단과 마찬가지로 하단의 LED 어셈블리(129B)의 제1LED(1)는 제23서브블록(A23)에 대응되어 제23서브블록(A23)을 면광원으로 구현하고, 제2LED(2)는 제35서브블록(A35)에 대응되어 제35서브블록(A35)을 면광원으로 구현하며, 제3LED(3)는 제25서브블록(A25)에 대응되어 제25서브블록(A25)을 면광원으로 구현하고, 제4LED(4)는 제37서브블록(A37)에 대응되어 제37서브블록(A37)을 면광원으로 구현하며, 제5LED(5)는 제27서브블록(A27)에 대응되어 제27서브블록(A27)을 면광원으로 구현하고, 제6LED(6)는 제39서브블록(A39)에 대응되어 제39서브블록(A39)을 면광원으로 구현하며, 제7LED(7)는 제29서브블록(A29)에 대응되어 제29서브블록(A29)을 면광원으로 구현하고, 제8LED(8)는 제41서브블록(A41)에 대응되어 제41서브블록(A41)을 면광원으로 구현하며, 제9LED(9)는 제31서브블록(A31)에 대응되어 제31서브블록(A31)을 면광원으로 구현하고, 제10LED(10)는 제43서브블록(A43)에 대응되어 제43서브블록(A43)을 면광원으로 구현하며, 제11LED(11)는 제33서브블록(A33)에 대응되어 제33서브블록(A33)을 면광원으로 구현한다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도광판을 통해 구현되는 스캔구동과 로컬디밍 구동을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 로컬디밍 구동을 설명하기 위한 도면이고, 도 6a 및 도 6b은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 스캔구동을 설명하기 위한 도면으로, 도 1 내지 도 4를 참조한다.
우선 로컬디밍을 도 5a를 참조하여 설명하면, 백라이트 구동부(도 1의 168)가 타이밍 제어부(도 1의 162)의 제어하에 상단의 LED 어셈블리(129A)의 제1, 제3, 제7 및 제9LED(1, 3, 7, 9)에 제1듀티비를 가지는 디밍신호를 인가하면, 제1, 제3, 제7 및 제9LED(1, 3, 7, 9)에 전류가 흐르며 발광하게 된다. 이러한 제1, 제3, 제7 및 제9LED(1, 3, 7, 9)로부터 출사된 광은 도광판(123)의 입광부를 통해 입사된 후, 도광판(123)의 전면부 광경로변환패턴(123a)에 의해 굴절 및 반사되고 배면부 반사패턴(123b)에 의해 전면부로 반사됨으로써 제1, 제3, 제7 및 제9서브블록(A1, A3, A7, A9) 각각을 면광원으로 구현할 수 있게 된다. 이를 통해 제1, 제3, 제7 및 제9서브블록(A1, A3, A7, A9) 각각에서 구현된 휘도는 다른 서브블록의 휘도보다 높으므로 대조비에 의한 로컬디밍을 구현할 수 있게 된다.
로컬디밍의 다른 예로 도 5b를 참조하여 설명하면, 백라이트 구동부(도 1의 168)가 타이밍 제어부(도 1의 162)의 제어하에 상단의 LED 어셈블리(129A)의 제1, 제4, 제8 및 제11LED(1, 4, 8, 11)에 제1듀티비를 가지는 디밍신호를 인가하면, 제1, 제4, 제8 및 제11LED(1, 4, 8, 11)에 전류가 흐르며 발광하게 된다. 이러한 제1, 제4, 제8 및 제11LED(1, 4, 8, 11)로부터 출사된 광은 도광판(123)의 입광부를 통해 입사된 후, 도광판(123)의 전면부 광경로변환패턴(123a)에 의해 굴절 및 반사되고 배면부 반사패턴(123b)에 의해 전면부로 반사됨으로써 제1, 제15, 제19, 제11서브블록(A1, A15, A19, A11) 각각을 면광원으로 구현할 수 있게 된다. 이를 통해 제1, 제15, 제19, 제11서브블록(A1, A15, A19, A11) 각각에서 구현된 휘도는 다른 서브블록의 휘도보다 높으므로 대조비에 의한 로컬디밍을 구현할 수 있게 된다.
한편 스캔구동을 도 6a를 참조하여 설명하면, 백라이트 구동부(도 1의 168)가 타이밍 제어부(도 1의 162)의 제어하에 상단의 LED 어셈블리(129A)의 제1, 제3, 제5, 제7, 제9 및 제11LED(1, 3, 5, 7, 9, 11)에 제1듀티비보다 증가된 제2듀티비를 가지는 스캔신호를 인가하면, 제1, 제3, 제5, 제7, 제9 및 제11LED(1, 3, 5, 7, 9, 11)에 전류가 흐르며 발광하게 된다. 이러한 제1, 제3, 제5, 제7, 제9 및 제11LED(1, 3, 5, 7, 9, 11)로부터 출사된 광은 도광판(123)의 입광부를 통해 입사된 후, 도광판(123)의 전면부 광경로변환패턴(123a)에 의해 굴절 및 반사되고, 배면부 반사패턴(123b)에 의해 전면부로 반사됨으로써 제1, 제3, 제5, 제7, 제9 및 제11서브블록(A1, A3, A7, A9, A11) 각각을 면광원으로 구현할 수 있게 된다. 이때 제1듀티비보다 증가된 제2듀티비를 가지는 스캔신호가 인가되면서 각 LED(129a)로 공급되는 전류의 세기가 높아져 동일 라인 상에 이웃한 서브블록(A2, A4, A6, A8, A10)로 광이 공급됨으로써 제1 내지 제11서브블록(A1 내지 A11), 즉 제1라인블록(B1)을 면광원으로 구현할 수 있게 된다. 이를 통해 제1 내지 제11서브블록(A1 내지 A11)의 제1라인블록(B1)에서 구현된 휘도는 다른 라인블록의 휘도보다 높으므로 대조비에 의한 스캔구동을 구현할 수 있게 된다.
스캔구동의 다른 예를 도 6b를 참조하여 설명하면, 백라이트 구동부(도 1의 168)가 타이밍 제어부(도 1의 162)의 제어하에 상단의 LED 어셈블리(129A)의 제2, 제4, 제6, 제8 및 제10LED(2, 4, 6, 8, 10)에 제1듀티비보다 증가된 제2듀티비를 가지는 스캔신호를 인가하면, 제2, 제4, 제6, 제8 및 제10LED(2, 4, 6, 8, 10)에 전류가 흐르며 발광하게 된다. 이러한 제2, 제4, 제6, 제8 및 제10LED(2, 4, 6, 8, 10)로부터 출사된 광은 도광판(123)의 입광부를 통해 입사된 후, 도광판(123)의 전면부 광경로변환패턴(123a)에 의해 굴절 및 반사되고 배면부 반사패턴(123b)에 의해 전면부로 반사됨으로써 제13, 제15, 제17, 제19, 제21서브블록(A13, A15, A17, A19, A21) 각각을 면광원으로 구현할 수 있게 된다. 이때 제1듀티비보다 증가된 제2듀티비를 가지는 스캔신호가 인가되면서 각 LED(129a)로 공급되는 전류의 세기가 높아져 동일 라인 상에 이웃한 서브블록(A12, A14, A16, A18, A20, A22)로 광이 공급됨으로써 제12 내지 제22서브블록(A12 내지 A22), 즉 제2라인블록(B2)을 면광원으로 구현할 수 있게 된다. 이를 통해 제12 내지 제22서브블록(A12 내지 A22)의 제2라인블록(B2)에서 구현된 휘도는 다른 라인블록의 휘도보다 높으므로 대조비에 의한 스캔구동을 구현할 수 있게 된다.
한편, 상단 및 하단의 LED 어셈블리에 각각 대응되도록 도광판을 두 개로 구성할 수도 있다. 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 단면도이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 LED 어셈블리와 도광판의 배면을 보여주는 배면도이다. 여기서, 도광판을 제외한 구조는 도 2 및 도 4와 동일하므로 동일 구성에 동일 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(200)는 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(220), 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(220)을 모듈화하기 위한 서포트메인(130)과 탑커버(140) 및 커버버툼(150)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(220)은 커버버툼(150)의 서로 마주보는 내측면 각각을 따라 배치되는 광원(129A, 129B)과, 커버버툼(150) 상에 안착되는 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 두 개의 도광판(223)과, 일정간격 이격된 상태로 도광판(223)의 상부에 구비되는 확산판(124)과 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(121)을 포함한다.
여기서 도광판(223)은, 도 8에 도시된 바와 같이 상단 가장자리 측면(입광부)과 마주보도록 배치되는 LED 어셈블리(129A)에 대응되는 제1도광판(223A)과, 하단 가장자리 측면과 마주보도록 배치되는 LED 어셈블리(129B)에 대응되는 제2도광판(223B)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 제1도광판(223A)의 상단 입광부와 마주보는 반입광부와, 제2도광판(223B)의 하단 입광부와 마주보는 반입광부에는 빛을 반사할 수 있는 반사 처리가 되어 있을 수 있다. 상기 반사 처리는 반사 테이프와 같은 반사 부재가 반입광부에 구비된 상태일 수 있고, 또는 반입광부에 잉크가 도포되어 형성된 반사막일 수 있다. 또는 서로 마주대하는 제1도광판(223A)의 반입광부와 제2도광판(223B)의 반입광부 사이에 반사판을 형성할 수도 있다.
이와 같이, 도광판(223)을 LED 어셈블리(129A, 129B)에 대응하여 두 개 구비함으로써 인접 서브블록으로의 광의 간섭을 방지할 수 있게 된다. 일예로, 도광판(도 2 내지 도 4의 123)을 하나만 사용할 경우 상단의 LED 어셈블리(129A)의 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 광이 인접한 제23 내지 제33서브블록(도 4의 A23 내지 A33)으로 공급됨으로써 스캔구동 또는 로컬디밍 구동을 통한 대조비가 감소될 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 다른 실시예와 같이 도광판(223)을 두 개 구비할 경우, 인접 블록으로의 광의 간섭을 차단해 줌으로써 스캔구동 또는 로컬디밍 구동을 통한 대조비가 향상될 수 있게 된다. 즉, 제1도광판의 제1 내지 제22의 서브블록과 제2도광판의 제1 내지 제22의 서브블록을 독립적으로 구동함으로써 보다 화질이 개선된 고품질의 로컬디밍을 구현할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 광에 직진성을 부여하는 광경로변환패턴을 전면부에 구비하고 다수의 서브블록을 정의하는 반사패턴을 배면부에 구비하는 도광판을 백라이트 유닛에 적용하고, LED 어셈블리의 다수의 LED 각각의 전류의 세기를 조절함으로써 서브블록 각각의 휘도를 독립적으로 제어할 수 있게 된다.
이에 따라 경량 및 박형의 에지형 방식, 특히 디자인 미려한 수평 측면형 방식의 백라이트 유닛, 나아가 액정표시장치에서 스캔 구동 및 로컬디밍 구동을 구현할 수 있게 된다.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
110: 액정패널 120: 백라이트 유닛
121: 다수의 광학시트들 123, 223: 도광판
123a: 광경로변환패턴 123b: 반사패턴
125: 반사판
129: LED 어셈블리(129a: LED, 129b: 인쇄회로기판)
162: 타이밍 제어부 164: 게이트 구동부
166: 데이터 구동부 168: 백라이트 구동부

Claims (14)

  1. 광을 공급하는 복수의 광원과;
    다수의 서브블록으로 구성되며, 상기 광원이 입광부와 마주하게 배치되어 상기 광원에서 발광된 광이 입력되는 도광판과;
    상기 도광판의 상면에 형성되며, 제1방향을 따라 연장되고 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 복수개 배열되는 광경로변환패턴;
    상기 도광판의 하면에 형성되어 광원으로부터 통해 입사되는 광을 반사하여 도광판의 상면을 통해 출력하며, 제1방향 및 제2방향을 따라 교대로 위치하는 다수의 서브블록에 배치된 반사패턴으로 구성되며,
    로컬디밍시에는 그에 대응하는 광원에 제1듀티비를 가지는 디밍신호가 인가되며, 스캔구동시에는 해당 스캔라인의 서브블럭에 배치된 반사패턴에 대응하는 광원에 제1듀티비보다 증가된 제2듀티비의 스캔신호가 인가되는 백라이트 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 서브블록 중 상기 반사패턴이 형성된 하나의 서브블록을 기준으로 이의 상하좌우의 서브블록 각각에는 상기 반사패턴이 형성되지 않은 백라이트 유닛.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 반사패턴은 상기 광원에서 멀어질수록 패턴이 조밀해지도록 형성되거나, 또는 상기 반사패턴의 크기가 커지며 패턴 간 간격이 좁아지도록 형성되는 백라이트 유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스캔구동시 반사패턴이 구비된 인접하는 서브블록의 광이 그 사이의 반사패턴이 구비되지 않은 서브블록을 통해 출력되는 백라이트 유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 제2방향을 따라 배치되어 도광판의 제1입광부와 마주하는 복수의 제1광원과, 제2방향을 따라 배치되어 도광판의 제2입광부와 마주하는 복수의 제2광원으로 구성되는 백라이트 유닛.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 도광판은,
    상기 제1광원에 대응되는 제1도광판과;
    상기 제2광원에 대응되는 제2도광판으로 구성되며,
    상기 제1도광판과 제2도광판은 동일 평면상에 배치되는 백라이트 유닛.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1도광판의 제1반입광부와 제2도광판의 반입광부는 서로 마주하며, 상기 제1반입광부 및 제2반입광부는 각각 빛을 반사하는 반사막 처리되거나 상기 제1반입광부 및 제2반입광부 사이에는 빛을 반사하는 반사부재가 구비된 백라이트 유닛.
  8. 일면에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선 및 데이터 배선을 포함하는 액정패널과;
    광을 공급하는 복수의 광원과, 다수의 서브블록으로 구성되며, 상기 광원이 입광부와 마주하게 배치되어 상기 광원에서 발광된 광이 입력되는 도광판과, 상기 도광판의 상면에 형성되며, 제1방향을 따라 연장되고 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 복수개 배열되는 광경로변환패턴과, 상기 도광판의 하면에 형성되어 광원으로부터 통해 입사되는 광을 반사하여 도광판의 상면을 통해 출력하며, 제1방향 및 제2방향을 따라 교대로 위치하는 다수의 서브블록에 배치된 반사패턴을 포함하는 백라이트 유닛과;
    외부로부터 디밍신호 또는 스캔신호를 공급받아 백라이트 유닛의 전원 공급을 제어하는 백라이트 구동부로 구성되며,
    백라이트 구동부에는 로컬디밍시에는 제1듀티비를 가지는 디밍신호가 인가되며, 스캔구동시에는 제1듀티비보다 증가된 제2듀티비의 스캔신호가 인가되어 해당 스캔라인의 서브블럭에 배치된 반사패턴에 대응하는 광원을 구동하는 액정표시장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 다수의 서브블록 중 상기 반사패턴이 형성된 하나의 서브블록을 기준으로 이의 상하좌우의 서브블록 각각에는 상기 반사패턴이 형성되지 않은 액정표시장치.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 반사패턴은 상기 광원에서 멀어질수록 패턴이 조밀해지도록 형성되거나, 또는 상기 반사패턴의 크기가 커지며 패턴 간 간격이 좁아지도록 형성되는 액정표시장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 스캔구동시 반사패턴이 구비된 인접하는 서브블록의 광이 그 사이의 반사패턴이 구비되지 않은 서브블록을 통해 액정패널에 공급되는 액정표시장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 광원은 제2방향을 따라 배치되어 도광판의 제1입광부와 마주하는 복수의 제1광원과, 제2방향을 따라 배치되어 도광판의 제2입광부와 마주하는 복수의 제2광원으로 구성되는 액정표시장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 도광판은,
    상기 제1광원에 대응되는 제1도광판과;
    상기 제2광원에 대응되는 제2도광판으로 구성되며,
    상기 제1도광판과 제2도광판은 동일 평면상에 배치되는 액정표시장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1도광판의 제1반입광부와 제2도광판의 반입광부는 서로 마주하며, 상기 제1반입광부 및 제2반입광부는 각각 빛을 반사하는 반사막 처리되거나 상기 제1반입광부 및 제2반입광부 사이에는 빛을 반사하는 반사부재가 구비된 액정표시장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2817678B1 (en) * 2013-03-06 2018-07-04 Lightvert Ltd Display system based on persistence of vision with a line screen
KR20160144730A (ko) * 2015-06-09 2016-12-19 삼성전자주식회사 디스플레이패널 및 디스플레이장치
JP6721453B2 (ja) 2016-08-08 2020-07-15 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置およびその映像表示装置
JP6939326B2 (ja) * 2017-09-25 2021-09-22 オムロン株式会社 表示装置及び液晶表示装置
WO2020144041A1 (en) * 2019-01-09 2020-07-16 Lumileds Holding B.V. Lighting device for backlighting of display screen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010061128A (ja) * 2008-09-01 2010-03-18 Ctx Opto Electronics Corp 導光ユニット及びバックライトモジュール

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5438484A (en) * 1991-12-06 1995-08-01 Canon Kabushiki Kaisha Surface lighting device and a display having such a lighting device
US7108414B2 (en) * 1995-06-27 2006-09-19 Solid State Opto Limited Light emitting panel assemblies
KR20010074133A (ko) * 2001-03-30 2001-08-04 고경진 백라이트용 도광판
KR100493387B1 (ko) * 2002-12-26 2005-06-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 표시장치의 백 라이트 유닛 및 그 백라이트 유닛을 사용한액정표시장치
JP2004286803A (ja) 2003-03-19 2004-10-14 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
JP4909090B2 (ja) 2007-01-09 2012-04-04 株式会社 日立ディスプレイズ 照明装置及びこれを備えた表示装置
KR100903028B1 (ko) 2007-01-15 2009-06-18 제일모직주식회사 쐐기형 배면프리즘을 포함하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판
US8322874B2 (en) * 2007-09-06 2012-12-04 3M Innovative Properties Company Lightguides having light extraction structures providing regional control of light output
CN101408640A (zh) * 2007-10-09 2009-04-15 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 光源模组
KR100932304B1 (ko) 2007-10-30 2009-12-16 제일모직주식회사 배면에 비대칭 프리즘을 구비하는 백라이트 유닛용 도광판및 이를 이용한 액정표시장치
KR101429176B1 (ko) * 2008-04-24 2014-08-13 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리 및 그를 포함하는 표시 장치
KR101493706B1 (ko) * 2008-12-24 2015-02-16 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 백라이트 유닛
KR101340604B1 (ko) * 2008-12-30 2013-12-11 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치모듈
KR20110050270A (ko) * 2009-11-06 2011-05-13 삼성전자주식회사 도광판, ｂｌｕ 및 디스플레이 장치
US20110227895A1 (en) * 2010-02-16 2011-09-22 Kiyoshi Takahashi Backlight unit, illumination device, and display device
KR20110117458A (ko) 2010-04-21 2011-10-27 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
TWI424206B (zh) * 2010-04-06 2014-01-21 Coretronic Corp 導光板及光源模組
KR101767452B1 (ko) * 2010-07-05 2017-08-14 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치의 백라이트 유닛
JP5664100B2 (ja) * 2010-10-07 2015-02-04 ソニー株式会社 発光装置及び画像表示装置
JP2012118440A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Hitachi Consumer Electronics Co Ltd 液晶表示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010061128A (ja) * 2008-09-01 2010-03-18 Ctx Opto Electronics Corp 導光ユニット及びバックライトモジュール

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Publication number Publication date
TW201329581A (zh) 2013-07-16
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TWI487986B (zh) 2015-06-11

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