KR20080106677A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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KR20080106677A
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서영형
안국찬
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 색재현율과 휘도 특성을 개선시킨 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 개시한다.
본 발명은 백라이트 유닛의 광원 영역에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED와 백(W)색 LED를 혼합 사용함으로써, 적,녹,청색 LED의 색재현율을 유지하면서 휘도 특성을 개선한 효과가 있다.
LED, 액정표시장치, W, RGB, 도광판

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 백라이트 유닛에 사용되는 LED의 구조와 LED 광이 도광판에 조사되는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에서 사용되는 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED와 백(W)색 LED의 광파장 분포를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 LED 구조와 LED 광이 도광판에 조사되는 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 7a는 도 6의 백라이트 유닛에 사용되는 LED들의 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 7b는 도 6의 백라이트 유닛에 사용되는 LED들로부터 발생된 광이 도광판으로 입사되는 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치 구동 시스템을 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 액정표시패널 12: 차광테입
20: 백라이트 유닛 11: 회로기판
21a: 적(R)색 LED 21b: 녹(G)색 LED
21c: 청(B)색 LED 23: 백(W)색 LED
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 색재현율과 휘도 특성을 개선시킨 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.
이러한 문제에 대한 해결책으로서, 액정표시장치는 상기 CRT에 비해 경박단소형화 및 저소비전력을 실현할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 박막 트랜지스터를 이용한 액정표시장치는 CRT에 필적할만한 표시화면의 고화질화, 대형화 및 컬러화 등을 실현하였기 때문에 최근에는 노트북 PC 및 모니터 시장은 물론 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다.
상기와 같은 액정표시장치는 대부분이 외부로부터 들어오는 광원의 양을 조 절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 유닛이 반드시 필요하다. 이와 같은 백라이트 유닛은 광을 발생시키는 광원의 위치에 따라 엣지방식과 직하방식으로 구분된다.
여기서, 광원은 EL(Electro Luminescence), LED(Light Emitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp) 등을 사용한다. 특히, 최근에는 수명이 길고 소비전력이 작으며 소형화가 가능한 LED 백라이트 유닛이 개발되어 소형 표시장치에서부터 대형표시장치에 적용되고 있다.
종래 사용되고 있는 LED 백라이트 유닛은 도광판의 입광부 영역에 적(R)색, 녹(G)색, 청(B)색 LED를 소정의 간격으로 배치하여 도광판 내에서 적색, 녹색, 청색광을 혼합시켜 백색 평면광을 생성하였다.
그러나, 상기와 같은 종래 LED 백라이트는 각각의 LED로부터 발생되는 적색, 녹색, 청색광이 도광판에서 혼합된 후 백색광으로 출광되기 때문에 휘도가 낮은 단점이 있다.
본 발명은, 백라이트 유닛의 광원 영역에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED와 백(W)색 LED를 혼합 사용함으로써, 적,녹,청색 LED의 색재현율을 유지하면서 휘도 특성을 개선한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은, 하나의 연성회로기판의 일측면에는 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED를 소정의 간격으로 배치하고, 타측면에는 백(W)색 LED를 소정의 간격으로 배치하여, LED들이 차지하는 면적을 최소화한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명은, 도광판의 일측 영역에는 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들이 배치된 제 1 연성회로기판을 배치하고, 이와 대향하는 도광판의 타측 영역에는 백(W)색 LED들이 배치된 제 2 연성회로기판을 배치하여 색재현율과 휘도 특성을 향상시킨 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명은, 하나의 연성회로기판의 일측면에 적(R), 녹(G), 청(B) 및 백(W)색 LED들을 교대로 배치하여 적, 녹, 청 및 백색광이 도광판의 입광부 영역에 함께 입사되어 혼합될 수 있도록 하여 색재현율과 휘도 특성을 향상시킨 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은,
도광판;
상기 도광판의 입광부 영역에 배치된 연성회로기판과 상기 연성회로기판 상에 배치된 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED;
상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류; 및
상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하고,
상기 연성회로기판 일측면 상에는 적색, 녹색, 청색 LED가 소정의 간격으로 배치되고, 상기 연성회로기판 타측면 상에는 백색 LED가 소정의 간견으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
도광판;
상기 도광판의 양측 입광부 영역에 각각 배치된 제 1, 2 연성회로기판;
상기 제 1 연성회로기판 상에 배치된 다수개의 적색, 녹색, 청색 LED;
상기 제 2 연성회로기판 상에 배치된 다수개의 백색 LED;
상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류; 및
상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
도광판;
상기 도광판의 입광부 영역에 배치된 연성회로기판과 상기 연성회로기판 상에 배치된 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED;
상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류; 및
상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하고,
상기 연성회로기판 일측면 상에는 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED가 교대로 소정의 간격으로 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치는,
액정표시패널; 및
도광판, 상기 도광판의 입광부 영역에 배치된 연성회로기판과 상기 연성회로기판 상에 배치된 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED, 상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류 및 상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 연성회로기판 일측면 상에는 적색, 녹색, 청색 LED가 소정의 간격으로 배치되고, 상기 연성회로기판 타측면 상에는 백색 LED가 소정의 간견으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치는,
액정표시패널; 및
도광판, 상기 도광판의 양측 입광부 영역에 각각 배치된 제 1, 2 연성회로기판, 상기 제 1 연성회로기판 상에 배치된 다수개의 적색, 녹색, 청색 LED, 상기 제 2 연성회로기판 상에 배치된 다수개의 백색 LED, 상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류 및 상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치는,
액정표시패널; 및
도광판, 상기 도광판의 입광부 영역에 배치된 연성회로기판과 상기 연성회로기판 상에 배치된 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED, 상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류 및 상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 연성회로기판 일측면 상에는 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED가 교대로 소정의 간격으로 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정표시장치는,
액정표시패널;
상기 액정표시패널에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버와 구동신호를 공급하는 게이트 드라이버;
상기 액정표시패널에 광원을 공급하기 위한 적, 녹, 청, 백색 LED들로 구성된 광원부;
상기 광원부에 제어신호를 공급하는 제1, 2 광원 구동부;
상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버에 각종 제어신호를 공급하는 타이밍 컨트롤러; 및
상기 타이밍 컨트롤러로부터 각각의 영상 프레임당 휘도 값들을 병렬로 연산하여 광원부에 공급할 제어신호를 발생시키는 연산부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 백라이트 유닛의 광원 영역에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED와 백(W)색 LED를 혼합 사용함으로써, 적,녹,청색 LED의 색재현율을 유지하면서 휘도 특성을 개선하였다.
또한, 본 발명은, 하나의 연성회로기판의 일측면에는 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED를 소정의 간격으로 배치하고, 타측면에는 백(W)색 LED를 소정의 간격으로 배치하여, LED들이 차지하는 면적을 최소화하였다.
또한, 도광판의 일측 영역에는 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들이 배치된 제 1 연성회로기판을 배치하고, 이와 대향하는 도광판의 타측 영역에는 백(W)색 LED들이 배치된 제 2 연성회로기판을 배치하여 색재현율과 휘도 특성을 향상시켰다.
또한, 본 발명은, 하나의 연성회로기판의 일측면에 적(R), 녹(G), 청(B) 및 백(W)색 LED들을 교대로 배치하여 적, 녹, 청 및 백색광이 도광판의 입광부 영역에 함께 입사되어 혼합될 수 있도록 하여 색재현율과 휘도 특성을 향상시켰다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 영상을 디스플레이하는 액정표시패널(10)과, 상기 액정표시패널(10)의 배면에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(20)과, 상기 액정표시패널(10)과 백라이트 유닛(20) 사이에 배치된 차광테입(12)을 포함하여 구성된다.
상기 액정표시패널(10)은 RGB 컬러필터층을 구비한 컬러필터기판(10a)과 TFT(Thin Film Transistor)와 화소전극을 포함하는 어레이 기판(10b)이 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착되어 있다.
상기 액정표시패널(10)은 상기 회로기판(11)과 접지되는 영역에 구동드라이버(13)가 실장된다. 상기 액정표시패널(10)은 회로기판(11)으로부터 외부 신호를 수신하고, 상기 구동 드라이버(13)는 상기 외부 신호에 응답하여 액정표시패널(10)을 구동시키는 구동신호를 생성한다.
상기 회로기판(11)은 복잡한 회로를 유연한 절연 필름 위에 형성한 회로기판으로써 연성 재료인 PET(polyester) 또는 PI(polyimide)와 같은 내열성 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 상기 회로기판(11)은 유연성 때문에 공간의 유효한 이용과 입체 배선 등이 가능한 장점으로 소형 액정표시모듈에 많이 사용되고 있다.
상기 백라이트 유닛(20)은 도전성 패턴들이 형성된 연성회로기판(18)과 상기 연성회로기판(18) 상에 배치된 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(21a, 21b, 21c) 및 백(W)색 LED(23)들과, 상기 연성회로기판(18)과 동일 평면을 이루도록 배치되어 LED들로부터 발생되는 광을 면광원으로 변환하는 도광판(15)과, 상기 도광판(15) 상에 배치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학시트들(14)과, 상기 도광판(15) 배면에 배치되어 도광판(15)의 배면으로 출사되는 광을 반사시키기 위한 반사시트(16)와, 상기 연성회로기판(18), 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(21a, 21b, 21c) 및 백(W)색 LED(23)들, 도광판(15), 광학시트들(14) 및 반사시트(16)를 수납하는 서포트 메인(17)을 포함한다.
본 발명에서는 상기 연성회로기판(18) 상에 LED들을 다음과 같은 구조로 배치한다. 상기 연성회로기판(18) 상측면 또는 하측면의 어느 일면 상에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(21a, 21b, 21c)를 소정의 간격으로 배치되고, 타측면 상에 백(W)색 LED(23)들을 소정의 간격으로 배치되어 있다. 광특성 저하를 방지하기 위해 백(W)색 LED들(23)과 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED(21a, 21b, 21c)은 상기 연성회로기판(18)을 사이에 두고 서로 오버랩되지 않도록 배치한다. 즉, 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED(21a, 21b, 21c)들이 배치된 연성회로기판(18)의 일면중 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED(21a, 21b, 21c)들이 배치되지 않은 영역에 대응되는 연성회로기판(18)의 타측면 상에 백(W)색 LED들(23)이 배치된다.
따라서, 본 발명에서는 백(W)색 LED들(23)과 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED(21a, 21b, 21c)을 연성회로기판(18) 상에 배치하되, 최소의 공간 상에 LED들을 배치할 수 있도록 하였다.
또한, 상기 서포트 메인(17) 상에는 상기 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(21a, 21b, 21c)과, 연성회로기판(18), 도광판(15), 광학시트들(14), 반사시트(16), 차광테입(12) 및 액정표시패널(10)이 수납되어 고정되도록 조립된다.
상기 차광테입(12)은 양면에 접착제가 도포되어 상기 백라이트 유닛(20)과 액정표시패널(10)을 고정하는 역할을 하고, 전체가 검정(Black)색으로 이루어져 백라이트 유닛(20)으로부터 출사된 광이 외부로 새어나가는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 백라이트 유닛에 사용되는 LED의 구조와 LED 광이 도광판에 조사되는 모습을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에서 사용되는 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED와 백(W)색 LED의 광파장 분포를 도시한 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, (a)는 연성회로기판(18) 상에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(21a, 21b, 21c)과 백(W)색 LED들(23)이 배치된 모습을 도시하였고, (b)는 적(R), 녹(G), 청(B)색 및 백(W)색 LED(21a, 21b, 21c, 23)들로부터 발생된 광이 도광판(15)에 입사되는 모습을 도시하였다.
본 발명에서는 기존 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED(21a, 21b, 21c)들만으로는 요구되는 휘도 조건을 충족시키지 못하는 단점을 개선하기 위해 백(W)색 LED(23)들을 추가적으로 부착하였다.
도 3의 그래프를 보면, 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들만 사용하여 백색광을 얻을 경우에는 각각의 LED들이 특유의 파장 대의 광을 발생시키기 때문에 백색광 성분에 균일한 RGB 3 파장 성분을 포함하고 있음을 볼 수 있다. 하지만, 백(W)색 LED들을 사용할 경우에는 백색광에 높은 휘도값을 갖는 3파장 성분이 포함되어 있으나, 각각의 적(R), 녹(G), 청(B)색 광의 파장 대역이 서로 겹쳐지는 부분을 포함하고 있어 색재현율이 떨어지는 문제가 있다.
즉, 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED만을 사용할 경우에는 균일한 3파장 대역을 포함하는 백색광을 얻을 수 있으나, 휘도가 낮은 단점이 있다. 반면, 백색(W) LED들만 을 사용할 경우에는 높은 휘도 특성을 얻을 수 있지만, RGB 색재현율이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 높은 휘도 특성과 RGB 색재현율을 구현하기 위해 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED 및 백(W)색 LED들을 함께 사용함으로써 우수한 색재현율과 높은 휘도 특성을 갖는 백색광을 얻을 수 있도록 하였다.
도 2의 (b)에서와 같이 도광판(15)의 입광부 영역에 연성회로기판(18)이 배치되어 있고, 연성회로기판(18)을 중심으로 상하측에 각각 적녹청(RGB)색 LED와 백(W)색 LED들이 배치되어 있어 도광판(15)의 입광부에 적녹청색 및 백색광이 함께 입사되는 것을 볼 수 있다.
본 발명에서는 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(21a, 21b, 21c)을 구동하기 위한 별도의 구동부와 백(W)색 LED들을 구동하기 위한 별도의 구동부를 배치하여 디스플레이되는 영상에 따라 구동비율을 조절할 수 있도록 하였다. 예를 들어, 디스플레이되는 영상에 휘도보다는 RGB 색재현을 더 높일 필요가 있는 경우(선명한 영상)에는 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들을 백(W)색 LED에 비해 발광율을 높이고, 디 스플레이되는 영상이 RGB 색 재현율보다는 다소 휘도를 높일 필요가 있는 영상일 경우에는 백(W)색 LED들을 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들보다 발광율을 높여 구동한다. 구체적인 동작 설명은 도 8을 참조한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 1의 액정표시장치 분해 사시도의 명칭과 동일한 부분은 동일한 구성부이므로 이에 대해서는 도 1 설명부분을 참조하고, 여기서는 간략히 설명한다. 이하, 도 1과 구분되는 부분을 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 영상을 디스플레이하는 액정표시패널(10)과, 상기 액정표시패널(10)의 배면에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(20)과, 상기 액정표시패널(10)과 백라이트 유닛(20) 사이에 배치된 차광테입(12)을 포함하여 구성된다. 상기 액정표시패널(10)은 회로기판(11)과 접지되는 영역에 구동드라이버(13)가 실장된다.
상기 백라이트 유닛(120)은 도전성 패턴들이 형성된 제 1 연성회로기판(118)과 제 2 연성회로기판(170), 상기 제 1 연성회로기판(118) 상에 배치된 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(121a, 121b, 121c)과, 상기 제 2 연성회로기판(170) 상에 배치된 백(W)색 LED(171)들과, 상기 제 1, 2 연성회로기판(118, 170)과 동일 평면을 이루도록 배치되어 LED들로부터 발생되는 광을 면광원으로 변환하는 도광판(15)과, 광을 확산 및 집광시키는 광학시트들(14)과, 상기 도광판(15) 배면에 배치된 반사시트(16)와, 상기 제 1, 2 연성회로기판(118, 170), 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(121a, 121b, 121c) 및 백(W)색 LED(171)들, 도광판(15), 광학시트들(14) 및 반 사시트(16)를 수납하는 서포트 메인(17)을 포함한다.
본 발명에서는 도광판(15)의 적어도 두개의 모서리 영역에 각각 상기 제 1 연성회로기판(118)과 제 2 연성회로기판(170)을 배치하고, 상기 제 1 연성회로기판(118) 상에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED(121a, 121b, 121c)를 소정의 간격으로 배치하고, 제 2 연성회로기판(170) 상에 백(W)색 LED(171)들을 소정의 간격으로 배치하였다. 즉, 본 발명에서는 도광판(15)의 일측 입광부 영역에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(121a, 121b, 121c)이 실장된 제 1 연성회로기판(118)을 배치하고, 타측 입광부 영역에 백(W)색 LED들(171)이 실장된 제 2 연성회로기판(170)을 배치하여 도광판(15) 내측에 적(R), 녹(G), 청(B) 및 백(W)색 광이 공급될 수 있도록 하였다.
따라서, 본 발명에서는 도광판(15) 내측에 적(R), 녹(G), 청(B)색 광과 백(W)색 광이 각각 분리되어 입사되기 때문에 균일한 3파장 특성이 있고 높은 휘도 특성을 갖는 백색광을 얻을 수 있는 이점이 있다.
특히, 도 1에서와 달리 하나의 연성회로기판 상에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들과 백(W)색 LED들이 존재하지 않기 때문에 도광판(15) 내측으로 광이 입사되기 전에 광간섭 발생을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 5는 도 4의 LED 구조와 LED 광이 도광판에 조사되는 모습을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도광판(15) 양측 가장자리 영역에 각각 제 1 연성회로기판(118)과 제 2 연성회로기판(170)을 배치하였고, 제 1 연성회로기판(118) 상에는 적(R)색 LED(121a), 녹(G) 및 청(B)색 LED들(미도시)이 배치되어 있고, 제 2 연성회로기판(170) 상에는 백(W)색 LED들(171)이 배치되어 있다.
따라서, 도광판(15) 양측에서 각각 적(R), 녹(G), 청(B)색 광과 백(W)색 광이 공급되어 도광판(15) 내측에서 혼합된다. 도광판(15)에서 혼합되어 발생되는 백색광은 균일한 3파장(RGB)을 가지면서 높은 휘도 특성을 갖는 면광원이다.
본 발명에서는 이와 같이, 균일한 RGB 3파장 특성이 있으면서 높은 휘도 특성을 갖는 면광원을 생성하도록 하여 색재현율과 휘도 특성을 함께 개선시켰다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 1의 액정표시장치 분해 사시도의 명칭과 동일한 부분은 동일한 구성부이므로 이에 대해서는 도 1 설명부분을 참조하고, 여기서는 간략히 설명한다. 이하, 도 1과 구분되는 부분을 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6에 도시된 바와 같이, 영상을 디스플레이하는 액정표시패널(10)과, 상기 액정표시패널(10)의 배면에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(20)과, 상기 액정표시패널(10)과 백라이트 유닛(20) 사이에 배치된 차광테입(12)을 포함하여 구성된다. 상기 액정표시패널(10)은 회로기판(15)과 접지되는 영역에 구동드라이버(13)가 실장된다.
상기 백라이트 유닛(220)은 도전성 패턴들이 형성된 제 1 연성회로기판(218)과, 상기 연성회로기판(218) 상에 교대로 배치된 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(221a, 221b, 221c) 및 백(W)색 LED(223)들과, 상기 연성회로기판(218)과 동일 평면을 이루도록 배치되어 LED들로부터 발생되는 광을 면광원으로 변환하는 도광 판(15)과, 광을 확산 및 집광시키는 광학시트들(14)과, 상기 도광판(15) 배면에 배치된 반사시트(16)와, 상기 연성회로기판(218), 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(221a, 221b, 221c) 및 백(W)색 LED(223)들, 도광판(15), 광학시트들(14) 및 반사시트(16)를 수납하는 서포트 메인(17)을 포함한다.
본 발명에서는 상기 연성회로기판(218) 상에 LED들을 다음과 같은 구조로 배치한다. 상기 연성회로기판(218) 상측에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들(221a, 221b, 221c)과 백(W)색 LED들을 소정의 간격으로 교대로 배치하였다. 즉, 연성회로기판(218) 상에서 적(R), 녹(G), 청(B)색 및 백(W)색 광이 도광판(15)의 입광부 영역으로 입사되도록 하였다.
따라서, 본 발명은 도광판(15) 내측에 적(R), 녹(G), 청(B)색 광과 백(W)색 광이 입사되어 균일한 RGB 3파장 특성과 높은 휘도 특성을 갖는 백색광을 얻을 수 있는 이점이 있다.
도 7a는 도 6의 백라이트 유닛에 사용되는 LED들의 배치 구조를 도시한 도면이고, 도 7b는 도 6의 백라이트 유닛에 사용되는 LED들로 부터 발생된 광이 도광판으로 입사되는 모습을 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 연성회로기판(218) 상에 적(R)색 LED(221a), 녹(G)색 LED(221b), 청(B)색 LED(221c) 및 백(W)색 LED(223)이 소정의 간격을 두고 교대로 배치되어 있다. 도 8에 설명을 참조하면 상기 적(R)색 LED(221a), 녹(G)색 LED(221b) 및 청(B)색 LED(221c)와 백(W)색 LED(223)들은 각각 개별적인 구동부에서 구동된다. 이것은 액정표시패널을 통해 디스플레이되는 영상 의 휘도 특성 및 영상의 색상에 따라 실시간으로 발광특성을 조절하기 때문이다.
이와 같이, 적(R)색 LED(221a), 녹(G)색 LED(221b) 및 청(B)색 LED(221c)와 백(W)색 LED(223)로부터 발생되는 광들은 도광판(15)의 입광부 영역에 입사되고, 도광판(15)의 내측에서 이들 적(R), 녹(G), 청(B) 및 백(W)색광들이 혼합하여 높은 휘도 특성을 갖는 3파장 백색광을 생성한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치 구동 시스템을 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)이 교차되며 그 교차부에 TFT가 형성된 액정표시패널(260)과,상기 액정표시패널(260)의 데이터 라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(262)와, 상기 액정표시패널(260)의 게이트 라인에 게이트 펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(264)와, 디지털 비디오 데이터와 동기신호(H,V)가 공급되고 각종 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러(266)와, 상기 액정표시패널(260)의 배면에 구성되는 광원부(210)와, 상기 타이밍 콘트롤러(266)로부터 제어신호(BLC1, BLC2)를 받아 상기 광원부(210)를 구동하는 제 1, 제 2 광원 구동부(230,240)와, 상기 타이밍 콘트롤러(266)와 제 1, 2 광원 구동부(230, 240) 사이에 배치되어 광원부(210)의 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들과 백(W)색 LED들을 각각 제어하는 연산부(250)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 액정표시패널(260)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 상기 액정표시패널(260)의 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부에 형성된 TFT는 게이트 드라이버(264)로부터의 스캐닝펄스에 응답하여 데이터라인들 상의 데 이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 상기 TFT의 소스 전극은 데이터 라인에 접속되며, 드레인 전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 그리고 TFT의 게이트 전극은 게이트 라인에 접속된다.
또한, 상기 타이밍 콘트롤러(266)는 1 프레임을 적(R)색, 녹(G)색, 청(B)색의 서브 프레임으로 나누어 상기 액정표시패널(260)을 구동시키기 위한 제어신호를 데이터 드라이버(262) 및 게이트 드라이버(264)에 공급한다.
이를 위해, 상기 타이밍 콘트롤러(266)는 도시하지 않은 디지털 비디오 카드로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터를 적(R)색, 녹(G)색 및 청(B)색 그리고 백(W)색 별로 재정렬하게 된다. 상기 타이밍 콘트롤러(266)에 의해 재정렬된 데이터(RGBW)는 데이터 드라이버(262)에 공급된다.
또한, 상기 타이밍 콘트롤러(266)는 자신에게 입력되는 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 필드순차구동방식에 필요한 주파수로 데이터 제어신호(DCS)와 게이트 제어신호(GCS)를 발생한다.
여기서, 상기 데이터 제어신호(DCS)는 도트클럭(Dclk), 소스쉬프트클럭(SSC), 소스 인에이블 신호(SOE), 극성반전 신호(POL) 등을 포함하여 데이터 드라이버(262)에 공급된다. 상기 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 게이트 출력 인에이블(GOE) 등을 포함하여 게이트 드라이버(264)에 공급된다.
또한, 상기 타이밍 콘트롤러(266)는 액정셀에 데이터가 완전히 공급된 시점에서 각각의 영상 프레임당 휘도 값들을 병렬로 연산부(250)에 공급한다.(예를 들 어 휘도 데이터(Y), 색차 데이터(C)) 즉, 데이터 드라이버(262)로 데이터 신호를 공급하면서 연산부(260)에도 데이터 신호가 공급된다. 연산부(250)에서는 각각의 영상 프레임당 기준 휘도 값보다 높은 휘도값의 개수를 카운트한다. 여기서 기준 휘도값은 감마전압 레벨을 0~255개로 구분하고 사용자의 선택에 따라 중간 정도의 128레벨을 기준으로 휘도값으로 설정하거나, 디스플레이되는 영상의 특성에 따라 150레벨 또는 120레벨을 기준 값으로 설정된 값이다. 여기서는 중간 레벨인 128 레벨을 기준으로 설명하지만, 이것은 고정된 기준 값이 아니다. 이것은 룩-업테이블로 설정되어 연산부(250)에 포함된 메모리에 저장된다. 즉, 타이밍 콘트롤러(266)로 부터 공급되는 휘도 데이터를 데이터 드라이버(262)에서 감마 전압을 발생시키는 값을 미리 설정하여 테이블로 저장할 수 있다.
만약, 연산부(250)에서 설정된 기준 값이 128레벨인 경우에는 128레벨보다 높은 레벨의 감마전압의 개수를 카운트하고, 카운트된 수가 설정된 기준 개수 이상인 경우에는 높은 휘도가 요청되는 영상프레임으로 판단하여 광원부(210)의 백(W)색 LED들의 비율을 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED들의 비율보다 높게 구동할 수 있는 제어신호들을 발생시킨다.
이와 같이, 발생된 제어신호들을 연산부(250)로부터 제 1 광원구동부(230)와 제 2 광원구동부(240)로 공급하여 광원부(210)의 적(R)색, 녹(G)색, 청(B)색 및 백(W)색 LED들을 구동시킨다. 이때, 광원부(210)의 백(W)색 LED들의 구동비율이 높아 높은 휘도 특성의 면광원이 발생된다.
반대로, 타이밍 콘트롤러(266)로부터 공급되는 데이터 신호로부터 기준레벨 보다 낮은 레벨의 값의 개수가 설정된 기준개수 이상인 경우에는 휘도보다는 색재현율이 높은 영상을 디스플레이한다고 판단하여, 연산부(250)에서 광원부(210)의 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED의 비율보다 백(W)색 LED들의 비율을 높게 구동할 수 있는 제어신호들을 발생시킨다.
이와 같이 발생된 제어신호들을 연산부(250)로부터 제 1 광원구동부(230)와 제 2 광원구동부(240)로 공급하여 광원부(210)의 적(R)색, 녹(G)색, 청(B)색 및 백(W)색 LED들을 구동시킨다. 이때, 광원부(210)의 적녹청(RGB)색 LED들의 구동비율이 높아 균일한 3파장을 갖는 면광원이 발생된다.
상기 데이터 드라이버(262)는 상기 타이밍 콘트롤러(266)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 따라 데이터를 샘플링한 후에, 샘플링된 데이터를 1 라인 분씩 래치하고 래치된 데이터를 도시하지 않은 감마전압 공급부로부터의 아날로그 감마전압으로 변환한다.
상기 게이트 드라이버(264)는 상기 타이밍 콘트롤러(266)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 중 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 게이트펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터와, 게이트 펄스의 전압을 액정셀의 구동에 적합한 전압레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터를 포함한다.
그리고 상기 제 1, 제 2 광원 구동부(230,240)는 광원부(210)의 구동을 제어하는 역할을 하게 된다. 상기 제 1 광원 구동부(230)는 연산부(250)의 제어신호(BLC1)에 의해 각 서브 프레임 내에서 액정셀에 데이터가 완전히 공급되어 유지되는 시점인 액정 응답구간 동안에 적색 LED(R), 녹색 LED(G) 및 청색 LED(B)로 이 루어진 광원부(210)를 점등시킨다. 상기 제 2 광원 구동부(240)는 연산부(250)의 제어신호(BLC2)에 의해 각 서브 프레임 내에서 액정셀에 데이터가 완전히 공급되어 유지되는 시점인 액정 응답구간 동안에 백색 LED로 이루어진 광원부(210)를 점등한다. 점등비율은 상기에서 설명한 연산부(250)의 연산처리로부터 발생된 제어신호에 따라 달라진다.
이와 같이, 본 발명에서는 액정표시패널(260)에서 디스플레이되는 영상의 휘도 특성, 선명도에 따라 적색, 녹색, 청색 LED와 백색 LED의 점등을 조절하여 색재현율이 우수하고, 높은 휘도 특성을 갖는 백색광을 발생시키도록 하였다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 백라이트 유닛의 광원 영역에 적(R), 녹(G), 청(B)색 LED와 백(W)색 LED를 혼합 사용함으로써, 적,녹,청색 LED의 색재현율을 유지하면서 휘도 특성을 개선한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 백라이트 유닛 소자인 LED들 배치 공간을 최소화한 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. 도광판;
    상기 도광판의 입광부 영역에 배치된 연성회로기판과 상기 연성회로기판 상에 배치된 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED;
    상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류; 및
    상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하고,
    상기 연성회로기판 일측면 상에는 적색, 녹색, 청색 LED가 소정의 간격으로 배치되고, 상기 연성회로기판 타측면 상에는 백색 LED가 소정의 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 백색 LED는 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 배치된 연성회로기판의 일측면중 적색, 녹색, 청색 LED가 배치되지 않은 영역과 대응되는 상기 연성회로기판의 타측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 도광판;
    상기 도광판의 양측 입광부 영역에 각각 배치된 제 1, 2 연성회로기판;
    상기 제 1 연성회로기판 상에 배치된 다수개의 적색, 녹색, 청색 LED;
    상기 제 2 연성회로기판 상에 배치된 다수개의 백색 LED;
    상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류; 및
    상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 적색, 녹색, 청색 LED들과 백색 LED들은 상기 도광판의 양측 입광부 영역에서 각각 광을 입사시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 도광판;
    상기 도광판의 입광부 영역에 배치된 연성회로기판과 상기 연성회로기판 상에 배치된 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED;
    상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류; 및
    상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하고,
    상기 연성회로기판 일측면 상에는 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED가 교대로 소정의 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 백색 LED는 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 배치된 연성회로기판의 일측면중 적색, 녹색, 청색 LED가 배치되지 않은 영역과 대응되는 상기 연성회로기판의 타측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 액정표시패널; 및
    도광판, 상기 도광판의 입광부 영역에 배치된 연성회로기판과 상기 연성회로 기판 상에 배치된 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED, 상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류 및 상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 연성회로기판 일측면 상에는 적색, 녹색, 청색 LED가 소정의 간격으로 배치되고, 상기 연성회로기판 타측면 상에는 백색 LED가 소정의 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 백색 LED는 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 배치된 연성회로기판의 일측면중 적색, 녹색, 청색 LED가 배치되지 않은 영역과 대응되는 상기 연성회로기판의 타측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛으로부터 발생되는 광의 누출을 방지하기 위해 상기 액정표시패널 둘레를 따라 부착되는 차광테입을 더 포함하는 액정표시장치.
  10. 액정표시패널; 및
    도광판, 상기 도광판의 양측 입광부 영역에 각각 배치된 제 1, 2 연성회로기판, 상기 제 1 연성회로기판 상에 배치된 다수개의 적색, 녹색, 청색 LED, 상기 제 2 연성회로기판 상에 배치된 다수개의 백색 LED, 상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류 및 상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 적색, 녹색, 청색 LED들과 백색 LED들은 상기 도광판의 양측 입광부 영역에서 각각 광을 입사시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛으로부터 발생되는 광의 누출을 방지하기 위해 상기 액정표시패널 둘레를 따라 부착되는 차광테입을 더 포함하는 액정표시장치.
  13. 액정표시패널; 및
    도광판, 상기 도광판의 입광부 영역에 배치된 연성회로기판과 상기 연성회로기판 상에 배치된 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED, 상기 도광판 상측에 배치되는 광학시트류 및 상기 도광판 하측에 배치되는 반사시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 연성회로기판 일측면 상에는 적색, 녹색, 청색 및 백색 LED가 교대로 소정의 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 백색 LED는 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 배치된 연성회로기판의 일측면중 적색, 녹색, 청색 LED가 배치되지 않은 영역과 대응되는 상기 연성회로기판의 타측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛으로부터 발생되는 광의 누출을 방지하기 위해 상기 액정표시패널 둘레를 따라 부착되는 차광테입을 더 포함하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115061312A (zh) * 2022-06-24 2022-09-16 黄山市展硕半导体科技有限公司 一种同时显示白红绿的背光源结构

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