KR20070079243A - 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

색온도가 일정한 백색광을 제공할 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치를 개시한다. 백라이트 어셈블리에서 제1 광운은 백색광을 출사하고, 제2 광원은 제1 광원의 하부에 구비되어 청색광을 출사한다. 센서는 제1 광원으로부터 출사된 백색광의 색온도를 검출하고, 회로기판은 센서에서 검출한 색온도 값을 이용하여 제2 광원으로부터 출사되는 청색광의 휘도를 조절한다. 따라서, 백라이트 어셈블리는 제1 광원의 부족한 청색광을 제2 광원을 이용하여 보상할 수 있으므로, 색온도를 일정하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 백라이트 어셈블리는 균일한 백색광을 표시패널에 제공할 수 있으므로, 표시장치는 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
색온도, 냉음극형광램프, 발광 다이오드

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치{BACKLIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 제1 광원들 및 제2 광원들의 배치 관계를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 절단서 I-I'에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 색온도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 휘도를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시패널 어셈블리 110 : 액정표시패널
200 : 백라이트 어셈블리 210 : 제1 광원
220 : 제1 수납용기 230 : 제2 광원
240 : 회로기판 270 : 센서부
300 : 제2 수납용기 600 : 액정표시장치
본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 색온도를 일정하게 유지하여 백색광을 제공하기 위한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 및 액정표시패널로 균일한 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : 이하, CCFL)를 구비한다. CCFL은 가격이 저렴하고, 소비 전력이 낮기 때문에, 백라이트 어셈블리의 제조 원가를 절감할 수 있다.
그러나, CCFL은 사용 시간이 경과할 수록 색온도가 높은 청색광이 감소하기 때문에, 색온도가 낮아진다. 즉, CCFL에 구비되는 형광체들 중에서 녹색 형광체가 효율이 가장 좋다. 반면, 청색 형광체는 효율이 가장 낮으며, 색순도가 낮아서 표현력이 가장 낮다. 이러한, 청색 형광체는 시간이 지나면서 그 효율이 급격하게 감소하기 때문에, CCFL은 시간이 지날수록 색온도가 낮아진다. 이로 인해, 백라이트 어셈블리는 액정표시패널로 백색광을 제공할 수 없으므로, 액정표시장치의 표시 특성이 저하된다.
본 발명의 목적은 색온도를 일정하게 유지하여 백색광을 균일하게 제공할 수 있는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기한 백라이트 어셈블리를 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 제1 광원, 제2 광원, 센서부 및 회로기판으로 이루어진다.
상기 제1 광원은 백색광을 발생하고, 상기 제2 광원은 상기 제1 광원의 하부에 구비되어, 상기 백색광을 보상하는 보상광을 발생한다. 상기 센서부는 상기 제1 광원으로부터 출사된 상기 백색광의 색온도 값을 검출하고, 상기 회로기판은 상기 제2 광원이 실장되고, 상기 센서부로부터 상기 색온도 값을 수신하며, 상기 색온도 값에 대응하여 상기 제2 광원의 구동을 제어하여 상기 제2 광원으로부터 출사되는 상기 보상광의 휘도를 조절한다.
본 발명에 따른 표시장치는 표시패널 및 백라이트 어셈블리로 이루어진다. 표시패널은 백색광을 이용하여 영상 신호에 대응하는 영상을 표시한다. 백라이트 어셈블리는 제1 광원, 제2 광원, 센서 및 회로기판으로 이루어진다.
상기 제1 광원은 상기 백색광을 발생하고, 상기 제2 광원은 상기 제1 광원의 하부에 구비되어, 상기 백색광을 보상하는 보상광을 발생한다. 상기 센서부는 상기 제1 광원으로부터 출사된 상기 백색광의 색온도 값을 검출하고, 상기 회로기판은 상기 제2 광원이 실장되고, 상기 센서부로부터 상기 색온도 값을 수신하며, 상기 색온도 값에 대응하여 상기 제2 광원의 구동을 제어하여 상기 제2 광원으로부터 출사되는 상기 보상광의 휘도를 조절한다.
이러한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 따르면, 제1 광원으로부터 출사된 백색광의 색온도에 대응하여 제2 광원으로부터 출사되는 보상광의 휘도를 조절함으로써, 백라이트 어셈블리는 표시패널에 균일한 색온도를 갖는 백색광을 제공할 수 있고, 그 결과 표시 장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치(600)는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널 어셈블리(100) 및 상기 광을 상기 표시패널 어셈블리(100)에 제공하는 백라이트 어셈블리(200)를 포함한다.
상기 표시패널 어셈블리(100)는 상기 광을 이용하여 상기 영상을 표시하는 액정표시패널(110), 상기 액정표시패널(110)로 상기 영상에 대응하는 구동신호를 생성하는 데이터측 및 게이트측 인쇄회로기판(120, 130), 및 상기 구동신호를 상기 액정표시패널(110)로 인가하는 데이터측 및 게이트측 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하, TCP)들(140, 150)을 포함한다.
상기 액정표시패널(110)은 박막 트랜지스터 기판(Thin Film Transistor : 이하, TFT)(111), 상기 TFT 기판(111)과 서로 대향하여 결합하는 컬러필터 기판(112) 및 상기 TFT 기판(111)과 상기 컬러필터 기판(112)과의 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.
상기 TFT 기판(111)은 다수의 화소(미도시)가 매트릭스 형태로 구비된다. 상기 각각의 화소는 서로에 대해 직교하는 방향으로 연장된 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인에 의해 정의된다. 각 화소에는 스위칭 소자로서 동작되는 TFT 및 화소 전극이 구비된다.
상기 컬러필터 기판(112)은 박막 공정에 의해 형성되고, 상기 광을 이용하여 소정의 색을 발현하는 RGB 색화소(미도시) 및 공통 전극을 구비한다.
상기 TFT 기판(111)과 상기 컬러필터 기판(112)과의 사이에는 상기 액정층이 개재된다. 상기 액정층을 이루는 액정 분자들은 TFT 기판(111)과 상기 컬러필터 기판(112)과의 사이에 형성되는 전계에 의해 특정 방향으로 배열되어 상기 백라이트 어셈블리(200)로부터 제공되는 광의 투과도를 조절한다.
상기 액정표시패널(110)의 소오스측에는 상기 데이터측 인쇄회로기판(120)이 구비된다. 상기 데이터측 인쇄회로기판(120)에는 상기 액정표시패널(110)을 구동하기 위한 상기 구동신호를 생성하는 구동 칩, 상기 구동신호의 타이밍을 조절하기 위한 타이밍 컨트롤러, 및 데이터 신호를 저장하기 위한 메모리 등이 실장된다.
상기 액정표시패널(110)의 게이트측에는 상기 게이트측 인쇄회로기판(130)이 구비된다. 상기 게이트측 인쇄회로기판(130)에는 상기 구동 칩, 상기 타이밍 컨트롤러, 및 게이트 신호를 저장하기 위한 메모리 등이 실장된다.
이 실시예에 있어서, 상기 표시패널 어셈블리(100)는 두 개의 인쇄회로기판(120, 130)을 구비하나, 상기 데이터측 및 개이트측 인쇄회로기판(120, 130)의 기능이 통합된 하나의 인쇄회로기판을 구비할 수도 있다.
상기 데이터측 인쇄회로기판(120)의 일 단부에는 상기 데이터측 TCP들(140)이 구비된다. 상기 데이터측 TCP들(140)은 상기 액정표시패널(110) 및 상기 데이터측 인회로기판(120)과 전기적으로 연결되어 상기 인쇄회로기판(120)으로부터 인가된 상기 구동 신호 및 상기 데이터 신호를 상기 액정표시패널(110)로 제공한다.
상기 게이트측 인쇄회로기판(130)의 일 단부에는 상기 게이트측 TCP들(150) 이 부착된다. 상기 게이트측 TCP들(150)은 상기 액정표시패널(110) 및 상기 게이트측 인쇄회로기판(130)과 전기적으로 연결되어 상기 게이트측 인쇄회로기판(130)으로부터 인가된 상기 게이트 신호 및 상기 구동 신호를 상기 액정표시패널(110)로 제공한다.
한편, 상기 표시패널 어셈블리(100)의 아래에는 상기 백라이트 어셈블리(200)가 구비된다.
상기 백라이트 어셈블리(200)는 외부로부터 전원을 제공받아 상기 광을 발생하는 다수의 제1 광원(210), 상기 다수의 제1 광원(210)을 수납하는 제1 수납용기(220), 다수의 제2 광원(230), 상기 다수의 제2 광원(230)을 구동하는 회로 기판(240), 상기 광을 확산하는 확산판(250), 및 반사판(260)을 포함한다.
상기 다수의 제1 광원(210)은 전원을 제공받아 광을 발생한다. 상기 다수의 제1 광원(210)은 튜브 형상을 가지며, 서로 소정의 간격으로 이격되어 위치한다. 이 실시예에 있어서, 상기 다수의 제1 광원(210)은 냉음극선광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : 이하, CCFL)로 이루어진다. 상기 다수의 제1 광원(210)은 상기 제1 수납용기(220)에 수납된다.
한편, 상기 다수의 제2 광원(230)은 상기 제1 광원들(210)의 아래에 구비된다. 상기 다수의 제2 광원(230)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하, LED)로 이루어지며, 상기 제1 광원들(210)의 색온도(Color temperature)를 보상한다.
즉, 제1 광원들(220)을 구성하는 상기 CCFL은 청색 형광체의 효율이 녹색 형 광체에 비해 현저하게 낮기 때문에, CCFL로부터 출사된 광은 청색 성분이 다른 색 성분에 비해 낮고, 이로 인해, CCFL의 색온도가 점차 낮아진다. 이를 방지하기 위해,상기 제2 광원들(230)은 상기 제1 광원들(210)의 청색광을 보상하도록 청색 LED로 이루어진다.
즉, 상기 제1 광원들(210)은 상기 제1 광원들(210)로부터 상기 청색광을 제공받아 부족한 청색광을 보상한다. 이에 따라, 제1 광원들(210)은 색온도가 점차 감소하는 것을 방지할 수 있으므로, 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여서 제1 광원들(210)과 제2 광원들(230) 간의 위치 관계를 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 광원들 및 제2 광원들의 배치 관계를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 1의 절단선 I-I'에 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제2 광원들(230)은 상기 제1 광원들(210)로부터 적정의 거리로 이격되어 위치한다. 상기 제2 광원들(230)은 상기 제1 광원들(210)과 대응하는 영역에 구비되며, 소정의 간격으로 이격되어 위치한다. 따라서, 각 제1 광원(210)은 제2 광원(230)의 바로 위에 구비된다.
상기 제2 광원들(230)로부터 출사된 청색광은 상기 제1 광원들(210)로부터 출사된 광과 혼합되거나, 상기 제1 광원들(210)의 내부로 입사된다. 상기 제1 광원들(210)의 내부로 입사된 청색광은 상기 제1 광원들(210)의 내부에서 산란되어 외부로 출사된다.
이와 같이, 상기 제1 광원들(210) 및 제2 광원들(230)로부터 출사된 광은 서 로 혼합되기 때문에, 상기 제1 광원들(210)의 부족한 청색광 성분을 상기 제2 광원들(230)이 보상할 수 있다. 이에 따라, 상기 백라이트 어셈블리(200)는 균일한 백색광을 상기 액정표시패널(110)에 제공할 수 있으므로, 액정표시장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 제2 광원들(230)은 상기 회로 기판(240) 상에 실장되고, 상기 회로 기판(240)은 상기 제2 광원들(230)의 구동, 예컨대, 제2 광원들(230)에 제공되는 전압 및 전류를 제어한다. 여기서, 상기 회로 기판(240)은 상기 제2 광원들(230)의 구동을 각 제2 광원별로 제어할 수도 있고, 일괄적으로 제어할 수도 있다.
한편, 상기 제1 광원들(210)의 상부에는 상기 확산판(250)이 구비된다. 상기 확산판(250)은 상기 제1 수납용기(220)(도 1 참조)에 수납된다. 상기 확산판(250)은 상기 제1 및 제2 광원들(210, 230)로부터 출사된 광을 확산하여 출사하고, 이에 따라, 상기 백라이트 어셈블리(200)는 균일한 휘도를 갖는 광을 상기 액정표시패널(110)에 제공할 수 있다.
상기 제1 광원들(210)의 아래에는 상기 반사판(260)이 구비된다. 상기 반사판(260)은 상기 회로 기판(240) 상에 구비되고, 상기 반사판(260)에는 상기 제2 광원들(230)과 대응하는 위치에 삽입홀들이 형성된다. 상기 제2 광원들(230)은 상기 삽입홀들에 각각 삽입된다. 상기 제1 및 제2 광원들(210, 230)로부터 누설된 광을 상기 확산판(250) 측으로 반사하여 광의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 상기 백라이트 어셈블리(200)는 광의 색온도 값을 검출하는 센서부(270)를 더 구비한다.
상기 센서부(270)는 상기 회로 기판(240)에 실장되어 상기 제1 광원들(210) 및 제2 광원들(230)로부터 출사된 광의 색온도 값을 검출한다. 상기 회로 기판(240)은 상기 검출된 색온도 값에 따라 상기 제2 광원들(230)에 제공되는 전류를 조절하여 상기 제2 광원들(230)의 휘도를 조절한다.
즉, 상기 회로 기판(240)은 상기 검출된 색온도 값이 기설정된 기준 온도 값보다 높으면, 상기 제2 광원들(230)의 휘도를 감소시키고, 이에 따라, 상기 색온도가 감소한다. 또한, 상기 회로 기판(240)은 상기 검출된 색온도 값이 상기 기준 온도 값보다 낮으면, 상기 제2 광원들(230)의 휘도를 향상시키고, 이에 따라, 상기 색온도가 향상된다.
이와 같이, 상기 회로 기판(240)은 상기 센서부(270)에서 검출한 상기 색온도 값을 이용하여 상기 제1 및 제2 광원들(210, 230)의 화이트 밸런스를 조절한다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 광원들(210, 230)로부터 출사된 광은 상기 기준 온도와 동일한 색온도를 유지할 수 있으므로, 상기 백라이트 어셈블리(100)는 균일한 백색광을 상기 액정표시패널(110)에 제공할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 백라이트 어셈블리(200)는 하나의 센서부(270)를 구비하나, 상기 센서부(270)의 개수는 상기 액정표시장치(600)의 크기 및 설계 의도에 따라 증가할 수도 있다. 이와 같이, 다수의 센서부가 구비되면, 상기 회로 기판(240)은 각 센서부가 실장된 영역별로 상기 제2 광원들(230)의 휘도를 조절할 수도 있다.
상기 백라이트 어셈블리(200)는 상기 확산판(250)의 상부에 배치되는 광학 시트들(280)을 더 포함한다. 상기 광학 시트들(280)은 상기 확산판(250)을 통과한 광의 특성, 예컨대, 휘도 증가 및 휘도 균일성을 향상시켜 상기 표시패널 어셈블리(100)에 제공한다. 이를 위해, 상기 광학 시트들(280)은 다양한 광학 시트, 예컨대, 상기 확산판(250)으로부터의 광을 집광하는 프리즘 시트 등을 구비할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여서 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리(200)의 색온도 및 휘도를 종래의 백라이트 어셈블리와 비교하여 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 색온도를 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 백라이트 어셈블리(200)의 색온도 그래프(CT1)는 시간이 경과하더라도 초기 설정된 색온도를 일정하게 유지한다. 즉, 상기 백라이트 어셈블리(200)는 상기 제1 광원들(210)의 화이트 밸런스가 저하되더라도, 상기 제2 광원들(230)이 이를 보상하기 때문에, 상기 백라이트 어셈블리(200)는 화이트 밸런스를 유지할 수 있다. 이에 따라, 상기 백라이트 어셈블리(200)는 색온도를 균일하게 유지할 수 있다.
반면, 상기 CCFL만을 광원으로 구비하는 종래의 백라이트 어셈블리의 색온도 그래프(CT2)는 시간이 경과할 수록 색온도가 초기 설정된 색온도보다 현저하게 감소한다. 이는, 상기 CCFL이 시간이 경과할 수록 청색광이 감소하기 때문이다.
도 5는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 백라이트 어셈블리(200)의 휘도 그래프(BL1)는 시간이 경과하더라도 초기 설정된 휘도를 일정하게 유지한다. 즉, 상기 백라이트 어셈블리(200)는 상기 센서부(270)로부터 검출된 색온도에 따라 상기 제2 광원 들(230)의 휘도를 조절하기 때문에, 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.
반면, 종래의 백라이트 어셈블리의 휘도 그래프(BL2)는 시간이 경과할 수록 색온도가 현저하게 감소하기 때문에, 휘도 또한 시간이 경과할 수록 현저하게 감소한다.
다시, 도 1을 참조하면, 상기 액정표시장치(600)는 상기 백라이트 어셈블리(200)를 수납하는 제2 수납용기(300), 상기 액정표시패널(110)을 수납하는 제3 수납용기(400) 및 상기 액정표시패널(110)의 상부에 구비되는 탑 샤시(500)를 더 포함한다.
상기 제2 수납용기(300)는 상기 제2 광원들(230) 및 상기 반사판(270)이 구비된 상기 회로 기판(240) 및 상기 제1 광원들(210)이 구비된 상기 제1 수납용기(220)를 수납한다. 상기 제2 수납용기(300)는 금속 재질로 이루어져서 상기 제1 및 제2 광원들(210, 230) 및 상기 회로 기판(240)으로부터 발생된 열을 신속하게 외부로 배출한다.
상기 제3 수납용기(400)는 상기 백라이트 어셈블리(200)의 상부에 구비되어 상기 액정표시패널(110)을 수납한다. 상기 제3 수납용기(400)는 상기 제1 수납용기(220)와 결합하여 상기 확산판(250) 및 상기 광학 시트들(280)을 상기 제1 수납용기(220)에 고정한다. 상기 제3 수납용기(400)는 상기 백라이트 어셈블리(200)로부터의 광이 상기 액정표시패널(110)로 제공되도록 개구부를 갖는다.
상기 탑 샤시(500)는 상기 액정표시패널(110)의 에지 영역을 커버하면서 상기 제1 수납용기(220)와 결합하여 상기 액정표시패널(110)의 위치를 가이드하고, 상기 제3 수납용기(400)에 상기 액정표시패널(110)을 고정한다.
상술한 본 발명에 따르면, 백라이트 어셈블리는 CCFL로 이루어진 제1 광원들 및 청색광을 출사하는 제2 광원들을 구비하여, 제1 광원들로부터 출사된 백색광을 제2 광원들로부터 출사된 청색광을 이용하여 보상한다.
따라서, 백라이트 어셈블리는 균일한 백색광을 액정표시패널에 제공할 수 있고, 그 결과 액정표시장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 백색광을 발생하는 제1 광원;
    상기 제1 광원의 하부에 구비되어, 상기 백색광을 보상하는 보상광을 발생하는 제2 광원;
    상기 제1 광원으로부터 출사된 상기 백색광의 색온도 값을 검출하는 센서부; 및
    상기 제2 광원이 실장되고, 상기 센서부로부터 상기 색온도 값을 수신하며, 상기 색온도 값에 대응하여 상기 제2 광원의 구동을 제어하여 상기 제2 광원으로부터 출사되는 상기 보상광의 휘도를 조절하는 회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 광원은 냉음극형광램프이고,
    상기 제2 광원은 청색 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 광원은 상기 제1 광원과 대응하는 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센서부는 상기 회로 기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회로기판 상에 구비되고, 상기 제2 광원과 대응하는 영역이 개구되며, 상기 제1 및 제2 광원으로부터의 광을 반사하는 반사부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 백색광을 이용하여 영상 신호에 대응하는 영상을 표시하는 표시패널; 및
    백색광을 상기 표시패널에 제공하는 제1 광원, 상기 제1 광원의 하부에 구비되고, 보상광을 발생하여 상기 표시패널에 제공하는 제2 광원, 상기 제1 광원으로부터 출사된 상기 백색광의 색온도 값을 검출하는 센서부, 및 상기 제2 광원이 실장되고, 상기 센서부로부터 상기 색온도 값을 수신하며, 상기 색온도 값에 대응하여 상기 제2 광원의 구동을 제어하여 상기 제2 광원으로부터 출사된 상기 보상광의 휘도를 조절하는 회로기판을 갖는 백라이트 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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