KR20080033018A - 백라이트유닛과 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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김현진
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윤상혁
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Abstract

본 발명은 백라이트유닛과 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 제1기판과, 제1기판과 대향하고 박막트랜지스터를 포함하는 제2기판과, 제2기판 후방에 배치되고, 서로 다른 색의 광을 공급하며 열음극형광램프를 포함하는 복수의 서브광원을 가지는 광원부와, 각 서브광원이 순차·반복적으로 제2기판 방향으로 광을 공급할 수 있도록 상기 광원부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 제조원가가 절감되는 필드 시퀀셜 컬러(field sequential color: FSC) 방식의 백라이트유닛과 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Description

백라이트유닛과 이를 포함하는 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도,
도 3은 필드 시퀀셜 컬러 구동을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 도면,
도5는 본 발명의 제3실시예를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도,
도 7은 도 6의 ?-?에 따른 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 액정패널 200 : 몰드프레임
300 : 백라이트유닛 330 : 광원부
330a : 제1서브광원 330b : 제2서브광원
330c : 제3서브광원 330d : 휘도보상광원
400 : 하부커버 500 : 상부커버
본 발명은 백라이트유닛과 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 순차·반복적으로 구동하는 열음극형광램프를 포함하는 백라이트유닛과 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 종래의 CRT를 대신하여 액정표시장치(LCD), PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting diode) 등의 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.
이 중 액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터기판과 컬러필터층이 형성되어 있는 컬러필터기판으로 구성된 액정패널을 포함하며, 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층이 위치하고 있다.
일반적으로 액정표시장치의 대부분은 컬러필터 기판에 붉은색(R), 녹색(G), 파란색(B)의 3원색으로 이루어진 컬러 필터층을 형성하고, 이 컬러 필터층에 투과되는 양을 조절함으로써 원하는 컬러를 디스플레이한다.
컬러필터를 사용하지 않는 방식으로서, 하나의 픽셀에 R, G, B 각 색의 독립된 광원을 순차 주기적으로 점등하고, 그 점등 주기에 동기하여 각 화소에 대응하는 색 신호를 가함으로써 풀 컬러의 화상을 얻을 수 있는 3색 광원을 사용하는 필드 시퀀셜 컬러(field sequential color: FSC) 방식의 액정표시장치가 제안되었다. 이러한 방식은 픽셀을 서브 픽셀로 나누지 않으므로 개구율 및 수율 향상에 용이하며, 데이터선의 수를 1/3으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
그러나, 이러한 방식의 액정표시장치는 광원으로 발광다이오드(LED) 등의 점 광원을 사용했는데, 발광다이오드등의 점광원은 가격이 비싼 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조원가가 절감되는 필드 시퀀셜 컬러(field sequential color: FSC) 방식의 백라이트유닛과 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 액정표시장치에 있어서, 제1기판과, 제1기판과 대향하고 박막트랜지스터를 포함하는 제2기판과, 제2기판 후방에 배치되고, 서로 다른 색의 광을 공급하며 열음극형광램프를 포함하는 복수의 서브광원을 가지는 광원부와, 각 서브광원이 순차·반복적으로 제2기판 방향으로 광을 공급할 수 있도록 광원부를 제어하는 제어부를 포함하는 액정표시장치에 의하여 달성될 수 있다.
광원부는 제2기판 배면 전체에 걸쳐서 위치할 수 있다.
제2기판 후방에 배치되는 도광판을 더 포함하며, 광원부는 도광판의 적어도 일 측면에 위치하며 광원부의 서브광원은 도광판의 측면의 연장방향과 나란하게 배치되어 있을 수 있다.
광원부는 붉은색의 광을 공급하는 제1서브광원과, 녹색의 광을 공급하는 제2서브광원과, 파란색의 광을 공급하는 제3서브광원을 포함할 수 있다.
제1서브광원, 제2서브광원, 제3서브광원은 1:1:1비율로 배치되어 있을 수 있다.
제1서브광원, 제2서브광원, 제3서브광원은 1:2:1 비율로 배치되어 있을 수 있다.
광원부는 백색의 광을 공급하는 휘도보상광원을 더 포함할 수 있다.
휘도보상광원은 연속적으로 광을 공급할 수 있다.
제1서브광원, 제2서브광원, 제3서브광원, 휘도보상광원은 1:1:1:1 비율로 배치되어 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 백라이트유닛에 있어서, 서로 다른 색의 광을 공급하며 열음극형광램프를 포함하는 복수의 서브광원을 가지는 광원부와, 각 서브광원이 순차·반복적으로 광을 공급할 수 있도록 광원부를 제어하는 제어부를 포함하는 백라이트유닛에 의하여 달성될 수 있다.
광원부는 붉은색의 광을 공급하는 제1서브광원과, 녹색의 광을 공급하는 제2서브광원과, 파란색의 광을 공급하는 제3서브광원을 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(1)에 대하여 살펴본다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(1)는, 화상을 형성하는 액정패널(100)과, 액정패널(100)의 가장자리를 따라 지지하는 몰드프레임(200)과, 액정패널(100)의 후면으로 광을 공급하는 백라이트유닛(300)과, 백라이트유닛(300)을 수용하는 하부커버(400)와, 하부커버(400)와 상호 결합되어 액정패널(100)의 전면을 커버하는 상부커버(500)를 포함한다.
액정패널(100)은 컬러필터가 없는 제1기판(110)과, 제1기판(110)과 대향하고 박막트랜지스터를 포함하는 제2기판(120), 그리고 제1기판(110)과 제2기판(120) 사이에 주입된 액정(130)을 포함한다. 액정(130)은 제1기판(110)과 제2기판(120) 사이에 주입된 다음 봉합된다. 액정패널(100)은 액정(130)의 배열을 조정하여 화면을 형성한다. 그러나 액정패널(100)은 비발광소자이기 때문에 액정패널(100)의 후방에 위치한 백라이트유닛(300)으로부터 빛을 공급받아야 한다.
본 실시예에 따르면 액정패널(100)에 컬러필터가 없기 때문에 액정패널(100)의 하나의 픽셀에 붉은색, 녹색, 파란색의 독립된 광원을 순차 주기적으로 점등하고, 그 점등 주기에 동기하여 각 화소에 대응하는 색 신호를 가함으로써 풀 컬러의 화상을 얻는다. 액정패널(100)의 후방에는 몰드프레임(200)이 배치되어 있다.
몰드프레임(200)은 액정패널(100)의 가장자리를 따라 형성되며, 대략 사각의 형상을 가지고, 액정패널(100)을 백라이트유닛(300)에 대해 이격시켜 지지한다.
백라이트유닛(300)은 액정패널(100)의 후방에 위치하고, 광학시트류(310), 확산판(320), 광원부(330), 제어부(미도시), 사이드몰드(340), 반사시트(350)를 포함한다.
광학시트류(310)는 액정패널(100)의 배면에 위치하며 프리즘시트(311) 및 보호시트(312)를 포함한다. 여기서, 프리즘시트(311)는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘시트(311)는 후술하는 확산판(320)에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(100)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 프리즘시트(311)는 통상 2장이 사용되며 각 프리즘시트(311)에 형성된 마이크로 프리즘은 소정을 각도를 이루고 있다. 프리즘시트(311)를 통과 한 빛은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 가장 상부에 위치하는 보호시트(312)는 스크래치에 약한 프리즘시트(311)를 보호한다. 프리즘시트(311)의 후방에는 광을 확산시키는 확산판(320)이 배치되어 있다.
확산판(320)은 광학시트류(310)와 광원부(330) 사이에 배치되어 있다. 확산판(320)은 광원부(330)로부터 공급된 광을 액정패널(100) 방향으로 균일하게 확산시키는 역할을 한다. 확산판(320)은 단열 효과를 위하여 투명의 유리재질일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 단열 효과가 있는 투명의 고분자등의 재질일 수 있다. 확산판(320)의 후방에는 광원부(330)가 배치되어 있다.
광원부(330)는 제2기판(120) 후방에 위치하며, 제2기판(120) 배면 전체에 걸쳐서 배치되어 있다. 광원부(330)는 열음극형광램프(hot cathode fluorescent lamp : HCFL)로 이루어져 있으며, 붉은색의 광을 액정패널(100) 방향으로 공급하는 제1서브광원(330a), 녹색의 광을 액정패널(100) 방향으로 공급하는 제2서브광원(330b), 파란색의 광을 액정패널(100) 방향으로 공급하는 제3서브광원, 백색의 광을 액정패널(100) 방향으로 공급하는 휘도보상광원(330d)을 포함한다.
열음극형광램프는 일반적으로 액정표시장치에 사용되는 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp : CCFL)보다 휘도가 높은 장점이 있고, 점광원으로 사용되는 발광다이오드(light emitting diode : LED)보다 가격이 싸다.
광원부(330)는 열음극형광램프로 구성된다. 이에 의하여 광원부(330)의 제조원가를 절감할 수 있다.
각각의 서브광원(330a, 330b, 330c)과 휘도보상광원(330d)에는 각각 붉은색, 녹색, 파란색, 백색의 형광체가 코팅되어 있다.
제1서브광원(330a), 제2서브광원(330b), 제3서브광원(330c), 휘도보상광원(330d)은 1:1:1:1 비율로 배치되어 있다.
제1서브광원(330a), 제2서브광원(330b), 제3서브광원(330c)은 광원부(330)를 제어하는 제어부(미도시)에 의하여 순차·반복적으로 제2기판(120) 방향으로 광을 공급한다. 이 방식을 필드 시퀀셜 컬러(field sequential color: FSC) 방식이라 한다.
이하, 도 3을 참조하여 필드 시퀀셜 컬러 방식을 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 필드 시퀀셜 컬러 구동의 경우 일반적인 구동방식과는 달리 R, G, B 각 색에 대한 광을 순차적으로 조사해야만 하나의 프레임이 완성되고, 하나의 화소가 표현된다. 이에 의하여, 필드 시퀀셜 컬러 구동의 경우 사용자에게 인식되는 프레임 수보다 3배 더 많은 프레임 수가 요구된다. 예컨대 사용자가 60Hz로 인식하기 위해서는 적어도 초당 프레임 반복회수는 180회 이상이 되어야 한다. 이러한 상황을 고려하여 해상도가 1280*1024 인 디스플레이 장치에서 사용자 인식 주파수60Hz로 구동하는 디스플레이장치의 이상적인 최다 게이트 온 시간을 계산하면 1/(사용자에게 보여지는 초당 프레임 반복횟수* 게이트선의 수* 3)이 되며, 즉 1/(60*1024*3)= 5.425μs 이다.
휘도보상광원(330d)은 연속적으로 액정패널(100) 방향으로 광을 공급한다. 휘도보상광원(330d)에 의하여 액정표시장치(1)의 휘도가 상승한다.
광원부(330)의 길이방향의 양 측부에는 사이드몰드(340)가 위치하고 있다.
사이드몰드(340)는 광원부(330)를 지지하고, 확산판(320)의 양 측부를 지지한다. 사이드몰드(340)의 내부에는 광원부(330)의 단 부가 삽입된다. 그리고, 사이드몰드(340)에는 각각의 광원부(330)가 삽입되는 삽입홀(341)이 마련되어 있다. 사이드몰드(340)는 하부커버(400)에 수용된다.
반사시트(350)는 광원부(330)와 하부커버(400) 사이에 배치되어 있다. 반사시트(350)는 광원부(330)에서 입사된 광을 반사시켜 확산판(320)방향으로 공급하는 역할을 한다.
하부커버(400)는 반사시트(350)의 후방에 배치되어 있으며, 백라이트유닛(300)을 수용하는 역할을 한다.
상부커버(500)는 액정패널(100)의 유효면이 외부로 노출되도록 표시창을 가지며, 하부커버(400)와 결합된다.
이하, 본 발명을 따른 제 2실시예 내지 제 4실시예에 대하여 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
이하에서는, 제1실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제1실시예 및 공지의 기술에 따른다. 그리고, 본 발명의 제2실시예 내지 제4실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 광원부(330)는 붉은색의 광을 공급하는 제1서브광원(330a), 녹색의 광을 공급하는 제2서브광원(330b), 파란색의 광을 공급하는 제3서브광원(330c)을 포함한다.
제1서브광원(330a), 제2서브광원(330b), 제3서브광원(330c)은 1:1:1 비율로 배치되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 광원부(330)는 붉은색의 광을 공급하는 제1서브광원(330a), 녹색의 광을 공급하는 제2서브광원(330b), 파란색의 광을 공급하는 제3서브광원(330c)을 포함한다.
한편, 사용자의 눈으로 색을 볼 때, 색에 포함된 녹색의 휘도가 높으면 전체적인 휘도가 상승한 것처럼 느낀다.
제1서브광원(330a), 제2서브광원(330b), 제3서브광원(330c)은 1:2:1 비율로 배치되어 있다. 2개 연속된 제2서브광원(330b)은 2개가 동시에 구동할 수도 있고, 2개가 순차적으로 구동할 수도 있다. 이에 의하여 액정표시장치의 휘도가 향상된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치(2)는 도광판(360), 광원커버(370)를 더 포함한다.
도광판(360)은 광원부(330)로부터 공급된 광을 액정패널(100) 방향으로 균일하게 유도하는 역할을 한다.
광원부(330)는 도광판(360)의 양 측면(360a)에 위치하고, 광을 도광판 방향으로 공급하는 역할을 한다.
광원부(330)는 붉은색의 광을 공급하는 제1광원(330a), 녹색의 광을 공급하는 제2광원(330b), 파란색의 광을 공급하는 제3광원(330c)을 포함한다. 각 서브광원(330a, 330b, 330c)는 도광판(360)의 측면(360a)의 연장방향인 제1방향과 나란하 게 배치되어 있다.
제1서브광원(330a), 제2서브광원(330b), 제3서브광원(330c)은 1:1:1 비율로 배치된다.
본 발명의 제4실시예에 따른 광원부(330)는 본 발명의 제1실시예와 같이 백색의 휘도보상광원(330d)을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4실시예에 따른 광원부(330)는 본 발명의 제3실시예와 같이 각 서브광원(330a, 330b, 330c)이 1:2:1 비율로 배치될 수 있다.
광원커버(370)는 광원부(330)를 수용하고, 광원부(330)로부터 입사된 광을 도광판(360) 방향으로 반사시키는 역할을 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제조원가가 절감되는 필드 시퀀셜 컬러(field sequential color: FSC) 방식의 백라이트유닛과 이를 포함하는 액정표시장치를 제공된다.

Claims (11)

  1. 액정표시장치에 있어서,
    제1기판과;
    상기 제1기판과 대향하고 박막트랜지스터를 포함하는 제2기판과;
    상기 제2기판 후방에 배치되고, 서로 다른 색의 광을 공급하며 열음극형광램프를 포함하는 복수의 서브광원을 가지는 광원부와;
    상기 각 서브광원이 순차·반복적으로 상기 제2기판 방향으로 광을 공급할 수 있도록 상기 광원부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 제2기판 배면 전체에 걸쳐서 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2기판 후방에 배치되는 도광판을 더 포함하며,
    상기 광원부는 상기 도광판의 적어도 일 측면에 위치하며 상기 광원부의 서브광원은 상기 도광판의 측면의 연장방향과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원부는 붉은색의 광을 공급하는 제1서브광원과, 녹색의 광을 공급하는 제2서브광원과, 파란색의 광을 공급하는 제3서브광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1서브광원, 상기 제2서브광원, 상기 제3서브광원은 1:1:1비율로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1서브광원, 상기 제2서브광원, 상기 제3서브광원은 1:2:1 비율로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 광원부는 백색의 광을 공급하는 휘도보상광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 휘도보상광원은 연속적으로 광을 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표 시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1서브광원, 상기 제2서브광원, 상기 제3서브광원, 상기 휘도보상광원은 1:1:1:1 비율로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 백라이트유닛에 있어서,
    서로 다른 색의 광을 공급하며 열음극형광램프를 포함하는 복수의 서브광원을 가지는 광원부와;
    상기 각 서브광원이 순차·반복적으로 광을 공급할 수 있도록 상기 광원부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광원부는 붉은색의 광을 공급하는 제1서브광원과, 녹색의 광을 공급하는 제2서브광원과, 파란색의 광을 공급하는 제3서브광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
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