KR20070007584A

KR20070007584A - 색 얼룩 특성이 개선된 ｌｅｄ 면 광원 및 이를 구비하는ｌｃｄ 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR20070007584A
Application number: KR1020050062297A
Authority: KR
Inventors: 이현호; 권재욱; 윤형원
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2007-01-16
Also published as: NL2000128C2; CN1896840A; NL2000128A1; US20070008740A1; JP5063042B2; JP2010245052A; TW200710506A; TWI347475B; US7387421B2; JP2007027731A; KR100780198B1

Abstract

색 얼룩 특성이 향상된 면 광원 및 이를 구비한 LCD 백라이트 유닛(backlight unit)가 제공된다.

본 발명은, 복수 개의 R,G,B LED 소자들이 행과 열로 배열된 면 광원에 있어서, 인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 적색 LED와 청색 LED들을 차례로 배치한 제1 LED 배열; 및 인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 청색 LED와 적색 LED들을 차례로 배치한 제2 LED 배열;을 포함하고, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 임의의 행 또는 열로 배치되며, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 2개의 녹색 LED들을 에워 싸는 LED들이 적색 또는 청색 LED로 이루어지는 면 광원과 이를 구비한 LCD 백라이트 유닛을 제공한다.

본 발명에 의하면, 에지 부에서도 중심부와 거의 색 얼룩이 없는 균일한 백색광을 생성할 수 있고, 백색광이 인간의 색감지도와 유사하게 형성되어 색 얼룩이 적고 균일한 백색광을 얻는 효과가 얻어진다.

녹색 LED, 적색 LED, 청색 LED, 면 광원, LCD 백라이트 유닛, 색 얼룩, 백색광

Description

색 얼룩 특성이 개선된 ＬＥＤ 면 광원 및 이를 구비하는 ＬＣＤ 백라이트 유닛{PLANE LIGHT SOURCE USING LEDS HAVING IMPROVED COLOR STAIN CHARACTERISTIC AND LCD BACKLIGHT UNIT COMPRISING THE SAME}

도 1의 (a)는 종래의 면 광원에 사용된 LED 매트릭스의 배치를 도시한 개략도,

(b)는 (a)에 도시된 LED 매트릭스를 채용한 면 광원의 LED 배치를 도시한 개략도.

도 2는 종래의 면 광원의 LED 배치를 도시한 설명도.

도 3은 도 2에 도시된 종래의 면 광원의 광 시뮬레이션의 결과 얻어진 색 좌표 분포를 도시한 그래프도.

도 4는 본 발명에 따른 면 광원의 LED 배치를 도시한 설명도.

도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 면 광원의 광 시뮬레이션의 결과 얻어진 색 좌표 분포를 도시한 그래프도.

도 6은 일반적인 색 좌표에 따른 색의 분포를 나타낸 그래프도.

도 7은 인간의 색 분해능력을 표현한 그래프도로서, 각각의 타원들은 인간이 하나의 색으로 인식하는 영역을 나타냄.

도 8은 본 발명이 적용되는 LCD 백라이트 유닛을 도시한 분해 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1..... 본 발명에 따른 면 광원 10.... 제1 LED 배열

20... 제2 LED 배열 32,34,36,38.... 에지 부

100... 본 발명의 색 좌표 분포 200.... 본 발명의 LCD 백라이트 유닛

210... LCD 패널 212.... 보호시트

214.... 집광 시트 216.... 확산시트

251.... 기판 252.... LED

254.... 측벽 256.... 반사 층

300,400.... 종래의 면 광원 305.... 종래의 2×2 LED 매트릭스

311,312,411,412... 에지 부 410.... 제1 열

420.... 제2 열 430.... 제3 열

440.... 제4 열 415.... 4개의 녹색 LED 영역

450.... 색 좌표 분포 462.... 작은 타원 영역

464.... 큰 타원형 영역

본 발명은 발광 다이오드(이하, LED라 함)를 이용하고 색 얼룩 특성이 향상된 면 광원 및 이를 구비한 액정표시장치(이하, LCD라 함) 백라이트 유닛 (backlight unit)에 관한 것으로, 보다 상세히는 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 LED들을 적절하게 배치하되, 인접한 2개의 녹색 LED를 적색 또는 청색의 LED들이 에워싸도록 배치함으로써 색 얼룩 현상이 제거되어 균일한 백색광을 얻을 수 있는 색 얼룩 특성이 개선된 ＬＥＤ 면 광원 및 이를 구비하는 ＬＣＤ 백라이트 유닛에 관한 것이다.

종래의 LCD의 백라이트의 광원으로 사용된 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL, 이하 CCFL이라 함)은 수은 가스를 사용하므로 환경 오염을 유발할 수 있고, 응답속도가 느리며, 색재현성이 낮을 뿐만 아니라 LCD 패널의 경박단소화에 적절하지 못한 단점을 가졌다.

이에 비해 LED들은 친환경적이며, 응답속도가 수 나노 초로 고속 응답이 가능하여 비디오 신호 스트림에 효과적이고, 임펄시브(Impulsive) 구동이 가능하며, 색재현성이 100% 이상이고 적색, 녹색, 청색 LED의 광량을 조정하여 휘도, 색온도 등을 임의로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, LCD 패널의 경박단소화에 적합한 장점들을 가지므로, 최근 LCD 패널 등의 백라이트용 광원으로 적극적으로 채용되고 있는 실정이다.

이와 같이 LED를 채용한 LCD 백라이트는, 광원의 위치에 따라 에지형 백라이트와 직하형 백라이트로 구분할 수 있다. 에지형 백라이트는 가로 길이가 긴 바형태의 광원이 측면에 위치하여 도광판을 이용하여 LCD 패널의 전면으로 빛을 조사하는 방식을 채택한 것이며, 직하형은 LCD 패널의 하부에 위치하며 LCD 패널과 거의 동일한 면적을 갖는 면 광원으로부터 직접 LCD 패널의 전면으로 빛을 조사하는 방 식을 채택한 것이다.

종래의 직하 형 LCD 패널에 사용되는 면 광원은 적색, 녹색, 청색의 광을 혼합하여 백색 광을 생성하기 위해, 도 1의 (a)에 도시한 것과 같이, 일 대각선 방향으로 적색 및 청색 LED가 배치되고, 타 대각선 방향으로 두 개의 녹색 LED가 배치된 2×2 LED 매트릭스(305)를 종횡으로 복수 개 배열한 면 광원(300)을 채용하였다.

참조 도면에서 부호 'R'은 적색 광을 방출하는 적색 LED를 나타내고, 부호 'G'는 녹색 광을 방출하는 녹색 LED를 나타내며, 부호 'B'는 청색 광을 방출하는 청색 LED를 나타낸다. 일반적으로 백색 광을 생성하기 위해서 두 개의 녹색 LED와 하나의 적색 LED 및 청색 LED가 채용된다.

상기와 같이 LED 매트릭스(305)를 종횡으로 복수 개 배열한 면 광원(300)의 LED 배치가 도 1의 (b)에 도시되어 있다. 도 1의 (b)에 도시된 것과 같은 LED 배치에서 면 광원(300)의 중심부에서 비교적 적색, 녹색, 청색 광의 혼합이 원활하게 이루어져 균일한 백색광을 생성할 수 있으나, 광원의 사방 에지 부(311)(312)에서 청색 또는 적색 LED가 적절하게 배치되지 못하는 구조를 가지므로, 적색 또는 청색을 띄는 광이 방출된다.

즉 도 1의 (b)에서, 도면 부호 '(311)'으로 표시한 에지 부에서 적색 LED(R)와 녹색 LED(G)만 번갈아서 배치되고 청색 LED(B)가 배치되지 못하므로 적색을 띄는(reddish) 광을 방출하게 되고, 도면 부호 '(312)'로 표시한 에지 부에서 청색 LED(B)와 녹색 LED(G)만 번갈이 배치되고 적색 LED(R)가 배치되지 못하므로 청색을 띄는(bluish) 광을 방출하게 된다.

즉, 종래의 LED 배치를 채용한 면 광원(300)은 그 에지 부(311)(312)에서 균일한 백색광을 방출하지 못하는 문제점을 갖는다.

도 2에는 이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 다른 실시형태에 따른 면 광원(400)의 LED 배치를 도시한 개략도이다. 도 2에 도시된 실시형태에 따른 면 광원(400)이 갖는 매트릭스 구조는, 제1 열(410)에 상기 복수 개의 LED가 청색, 녹색, 녹색, 적색의 순서대로 일렬로 반복하여 배치되고, 상기 제1 열(410)에 이웃한 제2 열(420)에 상기 복수 개의 LED가 녹색,적색,청색,녹색의 순서대로 일렬로 배치되며, 그 다음 제3 열(430)에 녹색,청색,적색,녹색의 열이 배치되고, 그 다음 제4 열(440)에 적색,녹색,녹색,청색이 배치되는 매트릭스 구조를 갖는 것이며, 이러한 구조가 반복되는 것이다.

이와 같은, 매트릭스 구조의 종래의 면 광원(400)에서, 어느 정도 에지 부(411)(412)에서 녹색,적색,청색,녹색의 LED들이 구비되어 균일한 백색광을 얻을 수는 있었지만, 면 광원(400)의 중앙에서 4개의 녹색 LED들이 겹치는 영역(415)이 존재하고, 이러한 영역(415)에서 녹색 광이 강하게 되어 색 얼룩이 발생되는 문제점을 일으키는 것이었다.

상기와 같은 종래의 매트릭스 배열을 갖는 면 광원(400)은 광 시뮬레이션을 실행한 결과, 도 3에 도시된 바와 같은 색 좌표 분포(450)를 갖는다. 이와 같은 색 좌표 분포(450)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 색 분포도와 인간의 색 분해능력을 도시한 그래프에 대비하여 보면 녹색이 강하게 분포하고, 인간이 민감하게 색 분포를 느끼는 영역임을 알 수 있다. 즉, 도 3의 종래의 색 좌표 분포(450)는 X축과 Y축이 반비례하는, 즉 X축 값이 높으면 Y축 값이 낮고, X축 값이 낮으면, Y축 값이 높은 방향으로 분포하는 것이어서 이를 도 6에서 대조해 보면, 녹색의 색 분포가 큰 것이고, 도 7에서 인간이 느끼는 색 감지 도와 유사한 영역, 즉 중앙의 작은 타원 영역(462)으로부터 벗어나서, 민감하게 색상을 느끼는 영역, 즉 외곽의 큰 타원형 영역(464)에 해당되어 인간은 백색광이 아닌 다른 색상으로 인식하는 것이다.

따라서, 이와 같은 종래의 면 광원(400)과 이를 채용한 LCD용 백라이트 유닛의 경우, 색 얼룩이 존재하여 바람직한 백색광의 균일한 분포를 얻을 수 없는 문제점을 갖는다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 LED를 적절하게 배치함으로써 에지 부에서 균일한 백색광을 생성할 수 있는 색 얼룩 특성이 개선된 ＬＥＤ 면 광원 및 이를 구비하는 ＬＣＤ 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 면 광원으로부터 방출되는 백색광이 인간의 색감지도와 유사하여 색 얼룩이 적게 보이는 색 얼룩 특성이 개선된 ＬＥＤ 면 광원 및 이를 구비하는 ＬＣＤ 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 백색광의 영역이 색 좌표의 X축과 Y축의 대각선 방향으로 분포되어 균일한 백색광을 얻을 수 있는 색 얼룩 특성이 개선된 ＬＥＤ 면 광원 및 이를 구비하는 ＬＣＤ 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

복수 개의 R,G,B LED 소자들이 행과 열로 배열된 면 광원에 있어서,

인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 적색 LED와 청색 LED들을 차례로 배치한 제1 LED 배열; 및

인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 청색 LED와 적색 LED들을 차례로 배치한 제2 LED 배열;을 포함하고,

상기 제1 및 제2 LED 배열들은 임의의 행 또는 열로 배치되며, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 2개의 녹색 LED들을 에워 싸는 LED들이 적색 또는 청색 LED로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면 광원을 제공한다.

그리고, 본 발명은 바람직하게, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 각각 복수로 짝을 이루면서 차례차례 반복 배치되는 면 광원을 제공한다.

또한, 본 발명은 바람직하게, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 각각 그 배치 위치가 2개의 LED 만큼 서로 어긋나서(offset) 2개의 녹색 LED들은 서로 상하 또는 좌우로 중첩 배치되지 않는 구조인 면 광원을 제공한다.

또한 본 발명은, LCD 패널에 부착된 ＬＣＤ 백라이트 유닛에 있어서,

인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 적색 LED와 청색 LED들을 차례로 배치한 제1 LED 배열 및, 인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 청색 LED와 적색 LED들을 차례로 배치한 제2 LED 배열을 포함하고, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 임의의 행 또는 열로 배치되며, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 2개의 녹색 LED들을 에워 싸는 LED들이 적색 또는 청색 LED로 이루어지는 면 광원;

상기 면 광원으로부터 입사된 광을 균일하게 확산시키는 확산시트; 및

상기 확산시트로부터 확산된 광을 집광하는 집광 시트;를 포함하는 LCD 백라이트 유닛을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 면 광원(1)은 도 4에 도시된 바와 같이, 복수 개의 R,G,B LED 소자들이 행과 열로 배열된 구조를 갖는다.

참조 도면에서, 부호 'R'은 적색 광을 방출하는 적색 LED를 나타내고, 부호 'G'는 녹색 광을 방출하는 녹색 LED를 나타내며, 부호 'B'는 청색 광을 방출하는 청색 LED를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서, '적색 LED'라는 용어는 적색 광을 방 출하는 LED, '녹색 LED'라는 용어는 녹색 광을 방출하는 LED, '청색 LED'라는 용어는 청색 광을 방출하는 LED를 의미한다.

그리고, 본 발명의 면 광원(1)은 인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 적색 LED와 청색 LED들을 차례로 배치한 제1 LED 배열(10)을 구비한다. 도 4에서 제1,2,5,6행이 제1 LED 배열(10)로 이루어져 배치되어 있다.

또한, 본 발명의 면 광원(1)은 인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 청색 LED와 적색 LED들을 차례로 배치한 제2 LED 배열(20)을 포함하고, 이는 도 4에서 제3,4,7,8행을 이룬다.

뿐만 아니라, 본 발명의 면 광원(1)은 상기 제1 및 제2 LED 배열(10)(20)들은 임의의 행 또는 열로 배치되며, 상기 제1 및 제2 LED 배열(10)(20)들은 2개의 녹색 LED들을 에워 싸는 것들이 적색 또는 청색 LED로 이루어지는 구조이다.

즉, 본 발명의 면 광원(1)은 도 4에서 예를 들어서, 제1 및 제2 LED 배열(10)(20)들이 모두 행으로 배치되어 있다. 그렇지만, 이와 같은 행으로의 배치는 면 광원(1)을 90도 회전시키면 열로 배치될 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 제1 및 제2 LED 배열(10)(20)들은 모두 행 또는 열로 배치될 수 있다.

도 4에서 이러한 배치 구조는, 제1 LED 배열(10)의 경우, 복수 개의 LED들을 청색, 녹색, 녹색, 적색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 것이다. 즉, 상기 제1 LED 배열(10)을 구성하는 각 LED의 색 배치는 '…-녹-녹-적-청-녹-녹-적-청-녹-녹-적-청-녹-…'이 된다.

도 4에서 제1행의 제1 LED 배열(10)에 대하여 제2행의 제1 LED 배열(10)은 그 배치 위치가 2개의 LED 만큼 서로 어긋나서(offset) 배치된다. 즉 2개의 녹색 LED들이 제1행과 제2행에서 서로 상하 또는 좌우로 중첩 배치되지 않는 구조이다.

즉, 제2행은 각 LED의 색 배치가 '…-적-청-녹-녹-적-청-녹-녹-적-청-녹-녹-적-…'이 된다.

또한, 이러한 제1 LED 배열(10)의 배치 구조는 제5,6행에서 동일하게 적용된다. 즉 제5,6행의 제1 LED 배열(10)은 제1,2행의 제1 LED 배열(10)을 반복한다.

한편, 제2 LED 배열(20)로 배치된 제3,4,7,8행의 경우도 이와 유사하게 배치된다.

즉, 도 4에서 제2 LED 배열(20)의 경우, 복수 개의 LED들을 적색, 녹색, 녹색, 청색의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 것이다. 즉, 상기 제2 LED 배열(20)을 구성하는 제3행의 각 LED의 색 배치는 '…-녹-녹-청-적-녹-녹-청-적-녹-녹-청-적-녹-…'이 된다.

그리고, 제3행의 제2 LED 배열(20)에 대하여 제4행의 제2 LED 배열(20)은 그 배치 위치가 2개의 LED 만큼 서로 어긋나서(offset) 배치된다. 즉 2개의 녹색 LED들이 제3행과 제4행에서 서로 상하 또는 좌우로 중첩 배치되지 않는 구조이다.

따라서, 상기 제2 LED 배열(20)을 구성하는 제4행의 각 LED의 색 배치는 '…-청-적-녹-녹-청-적-녹-녹-청-적-녹-녹-청-…'이 된다.

또한, 이러한 제2 LED 배열(20)의 배치 구조는 제7,8행에서도 동일하게 적용된다. 즉 제7,8행의 제2 LED 배열(20)은 제3,4행의 제2 LED 배열(20)을 반복한다.

상기에서 알 수 있는 바와 같이,상기 제1 및 제2 LED 배열(10)(20)들은 각각 복수로 짝을 이루면서 차례차례 반복 배치되는 것이다.

뿐만 아니라, 제1 LED 배열(10)과 제2 LED 배열(20)들이 서로 인접하는, 제2,3행과, 제6,7행의 경우에도 2개의 녹색 LED들이 서로 상하 또는 좌우로 중첩 배치되지 않는 구조이다.

따라서, 상기와 같이 배치되는 본 발명의 면 광원(1)은 결과적으로는 제1 및 제2 LED 배열(10)(20)들이 임의의 행 또는 열로 배치될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 LED 배열(10)(20)들은 2개의 녹색 LED들을 에워 싸는 LED들이 적색 또는 청색 LED로 이루어지는 영역을 다수 포함하는 것이다.

본 발명은 상기에서 단지 예를 들어서 도 4에 관련하여 가로X세로, 각각 8 X 8 개의 매트릭스 구조를 갖는 면 광원(1)에 관하여 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 보다 많은 수의 LED를 갖는 면 광원 또는 보다 적은 수의 LED를 갖는 면 광원에 적용가능한 것임을 알아야 한다.

상기와 같은 본 발명의 각 제1 및 제2 LED 배열(10)(20)은 그 행으로 인해 형성되는 열(列, row)에서도 적색,녹색,청색,녹색들이 균일하게 배치된다. 따라서, 본 발명의 면 광원(1)에 의하면 에지 부에서 균일한 백색광을 생성할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 면 광원(1)에서 행으로 이루어진 에지 부(32)(34)는 각각 제1 LED 배열(10) 또는 제2 LED 배열(20)과 동일하여 적색 LED 및 청색 LED 하나와 녹색 LED 2개가 반복하여 배치된 구조를 가지므로 청색 또는 적색에 치우치지 않은 균일한 백색광을 방출할 수 있다. 또한, 열로 이루어진 에지 부(36)(38)에서도, ' 녹색-청색-녹색-적색'의 LED가 순서대로 반복하여 배치되므로 청색 또는 적색에 치우치지 않은 균일한 백색광을 방출할 수 있다. 또한, 면 광원(1)의 중심부에서 2개의 녹색 LED들이 다른 2개의 녹색 LED들에 중첩되지 않고 서로 어긋나서 배치되므로 녹색에 치우치지 않는 균일한 백색광을 방출할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 면 광원(1)은 광 시뮬레이션을 실행한 결과, 도 5에 도시된 바와 같은 색 좌표 분포(100)를 갖는다. 이와 같은 색 좌표 분포(100)는 도6 및 도7에 도시된 바와 같은 색 분포도와 인간의 색 분해능력을 도시한 그래프에 대비하여 보면 백색 광이 위치하는 부분에 분포하고, 인간이 민감하게 색 분포를 느끼지 못하는 타원형의 크기가 작은 영역(462)에 해당함을 알 수 있다.

즉, 도 5의 본 발명의 면 광원(1)에서 얻어진 색 좌표 분포(100)는 X축과 Y축이 비례하는, 즉 X축 값이 높으면 Y축 값이 높고, X축 값이 낮으면, Y축 값이 낮은 대각선 방향으로 분포하는 것이어서 도 6에서 백색광의 색 분포 영역(100)에 해당하고, 도 7에서 인간이 느끼기 어려운 색 감지 도와 유사한 영역, 즉 중앙의 작은 타원 영역(462)에 분포되어 인간은 다른 색상을 느끼지 못하고 백색 광으로 인식하는 것이다.

따라서, 이와 같은 본 발명의 면 광원(1)은 색 얼룩이 제거되어 바람직한 백색광의 균일한 분포를 얻을 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 면 광원(1)은 LCD 패널의 후면 광을 조사하는 LCD 백라이트 유닛(200)에 채용될 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 LCD 백 라이트 유닛(200)을 도시한 분해 측면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, LCD 패널의 후면에 부착된 본 발명에 따른 LCD 백라이트 유닛(200)은, 전술한 본 발명에 따른 면 광원(1)을 구비하고, 상기 면 광원(1)의 LCD 패널(210) 측에 구비되어, 상기 면 광원(1)으로부터 입사된 광을 균일하게 확산시키는 확산시트(216)를 포함한다.

그리고, 상기 확산시트(216)의 LCD 패널(210) 측에 구비되고, 상기 확산시트(216)로부터 확산된 광을 상기 LCD 패널(210) 평면에 수직한 방향으로 집광하는 적어도 하나의 집광 시트(214) 등을 포함하여 구성된다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 LCD 백라이트 유닛(200)은 상기 집광 시트(214) 상에 배치되며 하부의 광학구조물을 보호하기 위한 보호시트(212)를 추가 포함할 수 있다.

또한, 상기 면 광원(1)은, 기판(251)과, 상기 기판(251) 상에 전술한 본 발명에 따른 매트릭스 구조로 배치된 복수 개의 LED(252)를 포함한다. 이에 더하여, 상기 기판(251) 상면의 가장자리에서 상기 매트릭스 구조로 배치된 LED(252)를 둘러싸도록 형성되며, 상기 LED(252)가 배치된 방향으로 경사면을 갖는 측벽(254)과, 상기 기판(251)의 상면에 형성되어 LED(252)에서 방출된 빛을 상부로 반사하는 반사 층(256)을 더 구비할 수 있다.

그리고 측 방향으로 방출되는 빛을 상부로 방출할 수 있도록 상기 측벽(254)의 경사면에도 반사물질(254a)이 도포되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 면 광원(1)의 상부에 위치한 상기 확산시트(216)는 상기 면 광원(1)으로부터 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다. 또한, 상기 확산시트(216)는 상기 제1 집광 시트(214a) 쪽으로 진행하는 광 의 방향을 조정하여 상기 제1 집광 시트(214a)에 대한 경사각을 줄이는 역할도 함께 수행한다.

상기 제1 집광 시트(214a)와 제2 집광 시트(214b)는 각각 상부 면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 상기 제1 집광 시트(214a)의 프리즘 배열과 상기 제2 집광 시트(214b)의 프리즘 배열은 서로 소정의 각도(예를 들어, 90°)로 엇갈리도록 배치된다. 상기 제1 및 제2 집광 시트(214a)(214b)는 각각 상기 확산시트(216)로부터 확산된 광을 상기 LCD 패널(210) 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행하며, 이에 따라 제1 및 제2 집광 시트(214a)(214b)를 통과한 광의 보호시트(212)에 대한 수직 입사 성이 거의 완벽하게 얻어진다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 집광 시트(214a)(214b)를 통과하는 광은 거의 대부분 수직으로 진행하게 되어 상기 보호시트(212) 상의 휘도분포는 균일하게 얻어진다. 도 8에는 두 개의 집광 시트를 사용하는 일례를 도시하였으나, 경우에 따라 하나의 집광 시트만을 사용하는 경우도 있다.

상기 제2 집광 시트(214b)의 상부에 형성되는 보호시트(212)는 상기 제2 집광 시트(214b)의 표면을 보호하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 광의 분포를 균일하게 하기 위하여 광을 확산시키는 역할을 수행한다. LCD 패널(210)은 상기 보호시트(212) 상에 설치된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 LCD 백라이트 유닛(200)은 본 발명에 따른 면 광원(1)이 LCD 패널의 후면 전체를 직접 조명하는 직하 형인데다, 면 광원(1)은 에지 부에서도 균일한 백색광을 방출할 수 있음은 물론, 색 얼룩을 제거하여 전체적으로 균일한 백색광을 얻을 수 있으므로, 종래의 측면 광원을 이용한 에지형 LCD에 비해 도광판 등의 구조물을 절감할 수 있고 경량화, 슬림화에 적합하며, 선명한 영상을 제공할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 면 광원은, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 LED들을 배치하되, 2개의 녹색 LED들을 에워 싸는 LED들이 적색 또는 청색 LED로 이루어지도록 함으로써, 면 광원의 에지 부에서도 중심부와 거의 색 얼룩이 없는 균일한 백색광을 생성할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 면 광원으로부터 방출되는 백색광이 인간의 색감지도와 유사하여 색 얼룩이 적게 보이게 하여 균일한 백색광을 얻을 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 본 발명은 백색광의 영역이 색 좌표의 X축과 Y축의 대각선 방향으로 분포되어 균일한 백색광을 얻을 수 있음으로써, 보다 선명한 영상의 LCD 백라이트 유닛을 제공하는 효과가 얻어진다.

상기에서 본 발명은 특정한 실시 예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 이는 단지 예시적으로 본 발명을 설명하기 위하여 기재된 것이며, 본 발명을 이와 같은 특정 구조로 제한하려는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이 하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것 임을 분명하게 밝혀두고자 한다.

Claims

복수 개의 R,G,B LED 소자들이 행과 열로 배열된 면 광원에 있어서,

인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 적색 LED와 청색 LED들을 차례로 배치한 제1 LED 배열; 및

인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 청색 LED와 적색 LED들을 차례로 배치한 제2 LED 배열;을 포함하고,

상기 제1 및 제2 LED 배열들은 임의의 행 또는 열로 배치되며, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 2개의 녹색 LED들을 에워 싸는 LED들이 적색 또는 청색 LED로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면 광원.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 각각 복수로 짝을 이루면서 차례차례 반복 배치됨을 특징으로 하는 면 광원.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 각각 그 배치 위치가 2개의 LED 만큼 서로 어긋나서(offset) 2개의 녹색 LED들은 서로 상하 또는 좌우로 중첩 배치되지 않는 구조임을 특징으로 하는 면 광원.
LCD 패널에 부착된 ＬＣＤ 백라이트 유닛에 있어서,

인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 적색 LED와 청색 LED들을 차례로 배치한 제1 LED 배열 및, 인접한 2개의 녹색 LED들과, 이에 인접하여 하나의 청색 LED와 적색 LED들을 차례로 배치한 제2 LED 배열을 포함하고, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 임의의 행 또는 열로 배치되며, 상기 제1 및 제2 LED 배열들은 2개의 녹색 LED들을 에워 싸는 LED들이 적색 또는 청색 LED로 이루어지는 면 광원;

상기 면 광원으로부터 입사된 광을 균일하게 확산시키는 확산시트; 및

상기 확산시트로부터 확산된 광을 집광하는 집광 시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트 유닛.