KR20030047173A

KR20030047173A - 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR20030047173A
Application number: KR1020010077590A
Authority: KR
Inventors: 민웅기
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2001-12-08
Filing date: 2001-12-08
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR100433218B1

Abstract

본 발명은 휘도를 균일하게 함과 아울러 풀 화이트를 구현할 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

본 발명의 백라이트 유닛은 액정패널의 단위셀에 대응되어 적어도 둘 이상의 발광다이오드가 마름모꼴 형태로 배치되는 광원과, 상기 광원의 아래에 설치되어 광원으로부터의 광을 상측으로 반사시킴과 아울러 상기 액정패널의 단위셀에 대응되어 엠보싱처리된 반사판과, 상기 광원의 상부에 설치되며 광을 확산시키는 확산시트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 휘도를 균일하게 함과 아울러 풀 화이트를 구현할 수 있다.

Description

백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT}

본 발명은 액정표시장치의 백라이트에 관한 것으로, 특히 휘도를 균일하게 함과 아울러 휘도를 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 액정셀들과 이들 액정셀들 각각에 공급될 비디오 신호를 절환하기 위한 다수의 제어용 스위치들로 구성된 액정패널에 의해 백라이트 유닛(Back Light Unit)에서 공급되는 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

도 1을 참조하면, 종래의 백라이트 유닛은 광을 발생시키는 램프(1)와, 램프(1)를 감싸는 형태로 설치되는 램프 하우징(3)과, 램프(1)로부터 입사되는 광을 평면광원으로 변환하는 도광판(5)과, 도광판(5)의 하부에 위치하여 도광판(5)의 하면 및 측면으로 진행하는 광을 상면쪽으로 반사시키는 반사판(7)과, 도광판(5)을 경유한 광을 확산시키는 제1 확산시트(9)와, 제1 확산시트(9)를 경유한 광의 진행방향을 조절하는 제1 및 제2 프리즘시트(11, 13)와, 프리즘시트(11, 13)를 경유한 광을 확산시키는 제2 확산시트(15)를 구비한다.

램프(1)로는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광을 발생시키는 발광다이오드 (Light Emitter Diode : 이하 "LED"라 함)가 사용되고 있으며, 램프(1)에서 발생되는 광은 도광판(5)의 측면에 존재하는 입사면을 통해 도광판(5)에 입사된다. 램프하우징(3)은 내면에 반사면이 있어 램프(1)로부터의 광을 도광판(5)의 입사면 쪽으로 반사시킨다. 도광판(5)은 램프(1)로부터의 점광원을 면광원으로 변환시키는 역할을 한다. 도광판(5)의 배면에는 반사판(7)이 대면되도록 설치한다. 반사판(7)은 도광판(5)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(5) 쪽으로 재반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다. 램프(1)로부터의 광이 도광판(5)에 입사되면 배면에서 소정 경사각으로 반사되어 전면 쪽으로 균일하게 진행하게 된다. 이때, 도광판(5)의 하면 및 측면으로 진행한 광은 반사판(7)에 반사되어 전면 쪽으로 진행하게 된다. 도광판(5)을 경유한 광은 제1 확산시트(9)에 의해 전영역으로 확산되게 된다. 한편, 액정패널(도시되지않음)에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 이를 위해, 도광판(5)에서 출사된 광의 진행각도를 액정패널과 수직을 이루도록 정방향 프리즘시트를 2매 적층하는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 프리즘시트(11, 13)를 경유한 광은 제2 확산시트(15)를 경유하여 액정패널에 입사되게 된다.

도 2를 참조하면, 백라이트 유닛은 도광판(5)이 4개의 영역으로 분할된 제1 내지 제4 도광영역(5a 내지 5d)과, 제1 내지 제4 도광영역(5a 내지 5d)의 일측에 배열된 제1 내지 제4 삼원색광원(1a 내지 1d)을 구비한다.

제1 삼원색광원(1a) 내에 형성되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 LED가 점등되면 점등된 각각의 선광원은 도광판(5)의 제1 도광영역(5a) 내부로 입사되어 면광원으로 변환되어 상면 쪽으로 출사된다. 이어서, 제2 삼원색광원(1b) 내에 형성되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 LED가 점등되면 점등된 각각의 선광원은 도광판(5)의 제2 도광영역(5b) 내부로 입사되어 면광으로 변환되어 상면 쪽으로 출사되도록 한다. 그런 다음, 제3 삼원색광원(5c) 내에 형성되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 LED가 점등되면 점등된 각각의 선광원은 도광판(5)의 제3 도광영역(5c) 내부로 입사되어 면광원으로 변환되어 상면 쪽으로 출사된다. 이후, 제4 삼원색광원(1d) 내에 형성되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 LED가 점등되면 점등된 각각의 선광원은 도광판(5)의 제1 도광영역(5d) 내부로 입사되어 면광원으로 변환되어 상면 쪽으로 출사된다.

이러한 적색(R), 녹색(B), 청색(G)의 LED 각각을 제어하기는 쉽다. 그러나, LED를 제어할 수 있는 도광판의 영역이 4블록으로 나뉘어져 있게 되어 각 블록에 해당하는 적색(R), 녹색(B), 청색(G)의 LED 색상이 각 블록마다 다르게 나타나게 된다. 이에 따라, 휘도가 불균일하게 나타나게 됨과 아울러 풀 화이트(full white)를 구현하기가 어렵게 되는 문제점이 나타난다.

따라서, 본 발명의 목적은 휘도를 균일하게 함과 아울러 풀 화이트광을 구현할 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 백라이트 유닛의 구성을 나타내는 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 램프와 도광판을 나타내는 평면도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 나타내는 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 백라이트 유닛을 나타내는 평면도.

도 5는 도 4에 도시된 단위 액정셀에 대응되는 백라이트 유닛을 확대한 도면.

도 6은 도 4에 도시된 백라이트 구동모듈을 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1, 30 : 광원3 : 램프하우징

5 : 도광판7, 32 : 반사판

9, 15, 34 : 확산시트11, 13 : 프리즘시트

36 : 액정패널40 : 백라이트 구동모듈

42 : 구동전압원

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 백라이트 유닛은 액정패널의 단위셀에 대응되어 적어도 둘 이상의 발광다이오드가 마름모꼴 형태로 배치되는 광원과, 상기 광원의 아래에 설치되어 광원으로부터의 광을 상측으로 반사시킴과 아울러 상기 액정패널의 단위셀에 대응되어 엠보싱처리된 반사판과, 상기 광원의 상부에 설치되며 광을 확산시키는 확산시트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 광원의 휘도는 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

(조건식)

Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B

여기서, Y는 휘도, R은 적색광, G는 녹색광, B는 청색광, 각각의 숫자는 광의 밝기 정도를 의미한다.

상기 광원과 연결되어 상기 광원을 구동시키는 백라이트 구동모듈을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 백라이트 구동모듈은 구동 전압을 공급하는 구동전압원과, 상기 구동전압원과 서로 다른 입력라인을 통해 접속되는 제1 및 제2 저항과, 상기 제1 및 제2 저항의 출력라인 중 어느 하나를 선택하여 상기 광원과 접속시키는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 직하형으로서 광을 발생시키는 광원(30)과, 광원(30)의 아래에 설치되며 광원(30)으로부터의 광을 상측으로 전반사시키는 반사판(32)과, 광원(30)의 상부에 설치되며 광을 확산시키는 확산시트(34)와, 액정패널(36)과, 백라이트 구동모듈(40)을 구비한다.

광원(30)으로는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)광을 발생시키는 발광다이오드 (Light Emitter Diode : 이하 "LED"라 함)가 사용되고 있으며, 광원(30)은 액정패널(36)의 단위셀에 대응되어 4개의 LED(A)가 마름모꼴 형태로 배치되게 된다. 여기서, 4개의 LED는 각각 하나의 적색(R), 청색(B)광의 LED와 서로 마주보도록 설치되는 2개의 녹색(G)광의 LED로 구성된다. 여기서, 녹색(G)광의 LED는 광의 휘도가 낮기 때문에 2개로 구성되게 된다. 반사판(32)은 도 5에 도시된 바와 같이 액정패널(36)의 단위셀마다 배치된 4개의 LED(A)를 감싸도록 엠보싱 처리된다. 엠보싱 처리에 의해 액정패널(36)의 단위셀에서 광이 모아지게 되므로 광손실이 줄어들게 된다. 이때, 액정패널(36)의 단위셀에 대응되어 배치된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)광 LED에 공급되는 전류의 양을 조절하여 휘도를 변화시킨다. 이렇게 액정패널(36)의 단위셀마다 광의 휘도를 조절할 수 있게 되므로 화상 구현시 표시면 전체에 균일한 휘도를 구현할 수 있게 된다.

다음의 수학식 1은 최적의 풀 화이트(full white)광을 구현할 수 있는 조건식이다.

Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B

여기서, Y는 휘도를 나타낸다.

녹색(G)광의 휘도를 중심으로 적색(R)과 청색(B)광의 휘도가 수학식 1을 만족하게 되면 최적의 화이트광을 구현할 수 있게 된다. 이를 후술될 TV와 모니터 일체형의 LCD에서 최적의 휘도를 찾는데 이용하게 된다.

LED(A)들에 의해 구현된 화이트광은 반사판(32)을 경유하여 상면쪽으로 진행하게 된다. 확산시트(34)는 광원(30)으로부터의 광을 확산시켜 액정패널(36)에 입사되게 한다. 확산시트(34)에 의해 광이 고르게 퍼지게 되어 휘도의 균일도가 향상되게 된다. 이러한 백라이트 유닛은 백라이트 구동모듈(40)로부터 입력되는 휘도값에 해당하는 휘도를 표시한다.

도 6을 참조하면, 백라이트 구동모듈(40)은 전압을 공급하는 구동전압원(42)과, 서로 다른 저항값을 가지는 제1 및 제2 저항(R1, R2)과, 스위치(S)로 구성된다.

구동전압원(42)은 두개의 입력라인을 통해 제1 및 제2 저항(R1, R2)과 접속되게 된다. 구동전압원(42)으로부터 공급되는 전압은 제1 및 제2 저항(R1, R2)에 의해 전압강하가 일어나게 된다. 이때, 제1 및 제2 저항(R1, R2)은 서로 다른 저항값을 가지므로 제1 저항(R1)에 걸리는 전압과 제2 저항(R2)에 걸리는 전압의 크기가 다르게 된다. 스위치(S)는 제1 저항(R1)을 경유한 전압과 제2 저항(R2)을 경유한 전압 중 어느 하나를 선택하는 역할을 한다. 스위치(S)에 의해 선택된 전압은 백라이트 유닛(30)에 공급되게 된다.

이러한 백라이트 구동모듈(40)은 TV 및 모니터 기능을 함께 지니는 TV 모니터 일체형 LCD에 적용될 수 있다. TV용 모드에 적합한 휘도를 선택하고자 할 경우, 제1 저항(R1)에 걸리는 전압을 TV용 모드에 적합한 휘도값으로 설정한다. 이때, 스위치(S)는 제1 저항(R1)의 출력라인을 선택하여 백라이트 유닛(30)에서 TV용 휘도값에 해당하는 휘도를 표시되게 한다. 또한, 모니터용 모드에 적합한 휘도를 선택하고자 할 경우, 제2 저항(R2)에 걸리는 전압을 모니터용 모드에 적합한 휘도값으로 설정한다. 이때, 스위치(S)는 제2 저항(R2)의 출력라인을 선택하여 백라이트 유닛(30)에서 모티터용 휘도값에 해당하는 휘도를 표시되게 한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 TV 또는 모니터용 모드에 적합한 휘도를 각각 선택할 수 있으므로 하나의 LCD에서 TV 화상과 모니터 화상을 동시에 구현할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 액정패널의 단위셀마다 마름모꼴로 4개의 LED를 배치시킴과 아울러 반사판을 엠보싱 처리함으로써 표시면 전체에서 균일한 휘도를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 각각의 LED 휘도를 변화시킴으로써 최적의 풀 화이트를 구현할 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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

액정패널의 단위셀에 대응되어 적어도 둘 이상의 발광다이오드가 마름모꼴 형태로 배치되는 광원과,

상기 광원의 아래에 설치되어 광원으로부터의 광을 상측으로 반사시킴과 아울러 상기 액정패널의 단위셀에 대응되어 엠보싱처리된 반사판과,

상기 광원의 상부에 설치되며 광을 확산시키는 확산시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 광원은

적색 광을 발생하는 하나의 적색 발광다이오드와,

녹색 광을 발생하는 하나의 녹색 발광다이오드와,

청색 광을 발생하는 두개의 청색 발광다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 2 항에 있어서,

상기 녹색 발광다이오드가 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 광원의 휘도는 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

(조건식)

Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B

여기서, Y는 휘도, R은 적색광, G는 녹색광, B는 청색광, 각각의 숫자는 광의 밝기 정도를 의미한다.
제 1 항에 있어서,

상기 광원과 연결되어 상기 광원을 구동시키는 백라이트 구동모듈을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 2 항에 있어서,

상기 백라이트 구동모듈은

구동 전압을 공급하는 구동전압원과,

상기 구동전압원과 서로 다른 입력라인을 통해 접속되는 제1 및 제2 저항과,

상기 제1 및 제2 저항의 출력라인 중 어느 하나를 선택하여 상기 광원과 접속시키는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.