KR20210025290A

KR20210025290A - 엘이디 백라이트 유닛을 이용하는 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20210025290A
Application number: KR1020190105119A
Authority: KR
Inventors: 지병주; 강경호; 서일열
Original assignee: 주식회사 루멘스
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2021-03-09

Abstract

컬러 필터를 포함하는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 일측면에 배치되어 상기 도광판의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치가 개시된다. 상기 바형 엘이디 모듈은, 상기 도광판의 일측면을 따라 길게 형성된 기판; 상기 기판 상에 어레이되고 제1 백색광을 발하는 제1 엘이디와 제2 백색광을 발하는 제2 엘이디를 포함하며, 상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디가 구획벽에 의해 분리되는 복수개의 엘이디 패키지; 상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제1 엘이디를 직렬로 연결하는 제1 배선부; 상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제2 엘이디를 직렬로 연결하는 제2 배선부; 및 상기 제1 백색광과 상기 제2 백색광에 의해 만들어지는 백라이트 광의 색좌표를 조절하도록, 상기 제1 엘이디들에 인가되는 전류와 상기 제2 엘이디들에 인가되는 전류의 비를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 백색광의 색좌표와 상기 제2 백색광의 색좌표를 연결한 직선을 따라 상기 백라이트 광의 색좌표를 조절한다.

Description

엘이디 백라이트 유닛을 이용하는 디스플레이 장치{display device using LED back light unit}

본 발명은 엘이디 백라이트 유닛을 이용하는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 엘이디 백라이트 유닛에 의해 색좌표 조정이 가능한 디스플레이 장치에 관한 것이다.

백라이트 유닛을 이용하는 디스플레이 장치로 LCD(Liquid Crystal Display) TV가 잘 알려져 일다. 통상 LCD TV는 컬러 필터를 구비한 액정패널을 포함한다. 액정 패널이 스스로 광을 발생시키지 않고 단지 광의 투과도만을 조절하므로, LCD TV는 액정 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 다양한 타입의 백라이트 유닛이 이용될 수 있지만, 근래 들어서는, 특정 색온도를 갖는 백색 엘이디를 포함하는 엘이디 백라이트 유닛이 주로 이용된다.

근래 LCD TV는 영화 모드 또는 스포츠 모드 등 다양한 시청 모드를 선택할 수 있도록 구성되는데, 모드 선택을 위해, 색좌표 변경을 필요로 한다. 그런데 종래 LCD TV는, 백라이트 유닛에 포함된 백색 엘이디의 발광 색 및 색온도가 하나로 정해지므로, 액정 패널에 구비된 RGB 컬러 필터를 이용하여 색좌표를 변경한다.

컬러 필터만을 이용하여 색좌표를 조정하는 경우, 휘도가 떨어져 전체적으로 효율이 나빠진다. 실례로, 상대적으로 청색이 우세한 백색광을 구현하기 위해 R 필터와 G 필터를 이용하는데, 이는 백라이트 광을 차단하게 되어 디스플레이 광의 휘도를 저하시킨다. 다시 말해, 종래에는 엘이디 백라이트 유닛에서 나오는 광의 색온도가 고정되어 있으므로, 색 좌표 변경을 위해서는 액정 패널에 구비된 셀, 즉, 컬러 필터를 이용하여야 하고, 따라서 디스플레이와 색도 조절을 동시에 해야 하므로 광효율 측면에서 불리하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 서로 다른 색좌표를 갖는 제1 엘이디들의 그룹과 제2 엘이디들의 그룹을 포함하는 백라이트 유닛을 이용하여 1차로 색좌표 조정을 함으로써, 기존보다 색좌표 조절에 컬러 필터의 이용을 줄일 수 있는 엘이디 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따라, 컬러 필터를 포함하는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 일측면에 배치되어 상기 도광판의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치가 제공되며, 상기 디스플레이 장치의 바형 엘이디 모듈은, 상기 도광판의 일측면을 따라 길게 형성된 기판; 상기 기판 상에 어레이되고 제1 백색광을 발하는 제1 엘이디와 제2 백색광을 발하는 제2 엘이디를 포함하며, 상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디가 구획벽에 의해 분리되는 복수개의 엘이디 패키지; 상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제1 엘이디를 직렬로 연결하는 제1 배선부; 상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제2 엘이디를 직렬로 연결하는 제2 배선부; 및 상기 제1 백색광과 상기 제2 백색광에 의해 만들어지는 백라이트 광의 색좌표를 조절하도록, 상기 제1 엘이디들에 인가되는 전류와 상기 제2 엘이디들에 인가되는 전류의 비를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 백색광의 색좌표와 상기 제2 백색광의 색좌표를 연결한 직선을 따라 상기 백라이트 광의 색좌표를 조절한다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 백색광의 색좌표를 구성하는 X 좌표값과 Y 좌표값은 상기 제1 백색광의 색좌표를 구성하는 X 좌표값 및 Y 좌표값보다 모두 크다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 백색광의 색좌표는 (0.207< X < 0.257, 0.160 <Y <0.210)이고, 상기 제2 백색광의 색좌표는 (0.316< X < 0.366, 0.313 <Y <0363)인 것이 바람직하다.

일 실시예에 따라, 상기 엘이디 패키지는 상기 구획벽에 의해 분리된 제1 캐비티와 제2 캐비티를 포함하고, 상기 제1 엘이디는 상기 제1 캐비티 내에 위치하는 제1 엘이디칩과 제1 형광체의 조합에 의해 형성되고, 상기 제2 엘이디는 상기 제2 캐비티 내에 위치하는 제2 엘이디칩과 제2 형광체의 조합에 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 엘이디칩과 상기 제2 엘이디칩 각각은 청색 엘이디칩이고, 상기 제1 형광체는 황색 형광체이며, 상기 제2 형광체는 황색 형광체와 오렌지색 형광체이다.

본 발명의 제2 측면에 따라, 컬러 필터를 포함하는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 일측면에 배치되어 상기 도광판의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치가 제공되며, 상기 디스플레이 장치의 바형 엘이디 모듈은, 상기 도광판의 일측면을 따라 길게 형성된 기판;상기 기판 상에 어레이되고, 제1 백색광을 발하는 복수개의 제1 패키지들; 상기 기판 상에 상기 제1 패키지들과 교대로 어레이되고 제2 백색광을 발하는 제2 패키지들; 상기 제1 패키지들을 직렬로 연결하는 제1 배선부; 상기 제2 패키지들을 직렬로 연결하는 제2 배선부; 및 상기 제1 백색광과 상기 제2 백색광에 의해 만들어지는 백라이트 광의 색좌표를 조절하도록, 상기 제1 패키지들에 인가되는 전류와 상기 제2 패키지들에에 인가되는 전류의 비를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 백색광의 색좌표와 상기 제2 백색광의 색좌표를 연결한 직선을 따라 상기 백라이트 광의 색좌표를 조절한다.

일 실시예에 따라, 상기 컬러 필터는 상기 백라이트 유닛을 거쳐 1차로 색좌표 조절된 광을 2차로 색좌표 조절한다.

일 실시예에 따라, 상기 제어부가 상기 백라이트 광의 색좌표를 조정하는 동안, 상기 제1 패키지들과 상기 제2 패키지들은 항상 온(On)인 상태이다.

본 발명의 제3 측면에 따라, 컬러 필터를 포함하는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 일측면에 배치되어 상기 도광판의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 V포함하는 디스플레이 장치가 제공되며, 상기 디스플레이 장치는, 상기 바형 엘이디 모듈과 상기 액정 패널 사이에 배치된 파장변환시트; 상기 도광판의 일측면을 따라 길게 형성된 기판; 상기 기판 상에 어레이되고 상기 파장변환시트와 협력하여 제1 백색광을 발하는 제1 엘이디와 상기 파장변환시트와 협력하여 제2 백색광을 발하는 제2 엘이디를 포함하며, 상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디가 구획벽에 의해 분리되는 복수개의 엘이디 패키지; 상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제1 엘이디를 직렬로 연결하는 제1 배선부; 상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제2 엘이디를 직렬로 연결하는 제2 배선부; 및 상기 제1 백색광과 상기 제2 백색광에 의해 만들어지는 백라이트 광의 색좌표를 조절하도록, 상기 제1 엘이디들에 인가되는 전류와 상기 제2 엘이디들에 인가되는 전류의 비를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 백라이트 광의 색좌표는 상기 제1 백색광의 색좌표와 상기 제2 백색광의 색좌표를 연결한 직선을 따라 조절된다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 엘이디는 청색 엘이디이고 상기 제2 엘이디는 백색 엘이디이다.

일 실시예에 따라, 상기 파장변환시트는 퀀텀닷을 포함한다.

본 발명의 제4 측면에 따라 컬러 필터를 포함하는 액정 패널; 상기 액정 패널의 후방에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 일측면에 배치되어 상기 도광판의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다. 상기 디스플레이 장치는, 상기 바형 엘이디 모듈과 상기 액정 패널 사이에 배치된 파장변환시트; 상기 도광판의 일측면을 따라 길게 형성된 기판; 상기 기판 상에 어레이되고, 상기 파장변환시트와 협력하여 제1 백색광을 발하는 복수개의 제1 패키지들; 상기 기판 상에 상기 제1 패키지들과 교대로 어레이되고 상기 파장변환시트와 협력하여 제2 백색광을 발하는 제2 패키지들; 상기 제1 패키지들을 직렬로 연결하는 제1 배선부; 상기 제2 패키지들을 직렬로 연결하는 제2 배선부; 및 상기 제1 백색광과 상기 제2 백색광에 의해 만들어지는 백라이트 광의 색좌표를 조절하도록, 상기 제1 패키지들에 인가되는 전류와 상기 제2 패키지들에 인가되는 전류의 비를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 백라이트 광의 색좌표는 상기 제1 백색광의 색좌표와 상기 제2 백색광의 색좌표를 연결한 직선을 따라 조절된다.

일 실시예에 따라 상기 컬러 필터는 상기 백라이트 유닛을 거쳐 1차로 색좌표 조절된 광을 2차로 색좌표 조절한다.

일 실시예에 따라. 상기 제1 패키지는 청색 엘이디이고 상기 제2 패키지는 백색 엘이디이다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 백색광의 색좌표는 (0.207< X < 0.257, 0.160 <Y <0.210)이고, 상기 제2 백색광의 색좌표는 (0.316< X < 0.366, 0.313 <Y <0363)이다.

본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 색좌표 조절에 액정 패널 측에 구비된 RGB 컬러 필터를 이용하더라도, 서로 다른 색좌표를 갖는 제1 엘이디들의 그룹과 제2 엘이디들의 그룹을 포함하는 백라이트 유닛을 이용하여 1차로 색좌표 조정을 하므로, 기존보다 색좌표 조절에 컬러 필터의 이용을 줄이고, 따라서, 컬러 필터에 의해, 광이 막히는 것으로 인한 광 효율 저하를 크게 줄일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 1개의 엘이디 패키지에 두 가지 색의 엘이디를 통함시킴으로써 그 두 가지 색 엘이디들의 발광창 간격을 최소화할 수 있고 이에 의해 원치 않는 색분리 현상도 최소화된다.

도 1은 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 백라이트 유닛을 설명하기 위한 평면도이고,
도 3은 도 2에 도시된 백라이트 유닛에 적용된 바형 엘이디 모듈을 도시한 도면이고,
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 엘이디 모듈의 회로도이고,
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 백라이트 유닛에 의한 백라이트 광의 색좌표 조절을 CIE 1931 색도 분포표 상에 나타낸 다이어그램이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들이 설명된다. 첨부된 도면들 및 이를 참조하여 설명되는 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 간략화되고 예시된 것임에 유의하여야 할 것이다.

[제1 실시예]

도 1은 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 백라이트 유닛을 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 백라이트 유닛에 적용된 바형 엘이디 모듈을 도시한 도면이며, 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 엘이디 모듈의 회로도이고, 도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 백라이트 유닛에 의한 백라이트 광의 색좌표 조절을 CIE 1931 색도 분포표 상에 나타낸 다이어그램이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 액정 패널(4000)과, 상기 액정 패널(4000)의 후방에 배치되어 상기 액정 패널(4000)에 백라이트 광을 공급하는 엘이디 백라이트 유닛(1000)을 포함한다. 상기 액정 패널(4000)의 전방에는 투명 글라스(미도시됨)가 배치될 수 있고, 상기 액정 패널(4000)과 상기 백라이트 유닛(1000) 사이에는 확산 시트를 포함하는 복수개의 광학시트(3000)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 투명 글라스와 상기 액정 패널(4000) 사이에는 디스플레이 광의 휘도를 증대시켜주는 OCR필름이 구비될 수 있다.

상기 액정 패널(4000)은, 매트릭스 형태로 배열된 화소들이 영상을 출력하도록 구성된 것으로서, 서로 마주하며 합착된 컬러 필터 기판(4200) 및 어레이 기판(4100)과, 상기 컬러 필터 기판(4200)과 상기 어레이 기판(4100) 사이의 셀 갭에 형성된 액정층(미도시됨)을 포함한다. 컬러 필터 기판(4200)과 어레이 기판(4100)이 합착되어 구성된 액정패널(4000)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 액정층에 전계를 인가하며, 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 화소전극에 인가되는 데이터 신호의 전압을 제어하게 되면, 액정층의 액정은 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다. 이때, 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 화소별로 제어하기 위해서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비될 수 있다.

상기 어레이 기판(4100)에는 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인이 형성되어 있으며, 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.

상기 컬러 필터 기판(4200)은 각 화소에 대응되는 컬러 필터를 포함하며, 각 컬러 필터는 서브 컬러 필터인 R 필터, G 필터 및 B 필터를 포함한다. 이웃하는 서브 컬러 필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하도록 블랙매트리스가 형성될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(1000)은 상기 액정 패널(4000)의 후방에 배치된 도광판(1200)과 상기 도광판(1200)의 일측면에 배치되어 상기 도광판(1200)의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈(1100)을 포함한다. 상기 도광판(1200)은 일 측면을 통해 입사된 광을 전방면을 통해 출사하여 상기 액정 패널(4000) 측으로 공급한다. 상기 도광판(1200)의 후방면에는 반사막, 반사 패턴 또는 그 외 반사를 돕는 반사부(미도시됨)가 형성되고, 상기 도광판(1200)과 상기 액정 패널(4000) 사이에는 예컨대 확산 시트를 포함하는 복수개의 광학 시트(3000)가 배치될 수 있다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 바형 엘이디 모듈(1000)은 상기 도광판(1200)의 일측면을 따라 길게 어레이되고 제1 백색광을 발하는 제1 엘이디(1120)들 각각과 상기 제1 백색광의 색온도와 다른 색온도의 광을 발하고 상기 제1 엘이디(1120) 각각에 인접해 있는 제2 엘이디(1140)들 각각을 포함하는 복수개의 엘이디 패키지(1001)들과, 상기 복수개의 엘이디 패키지(1101)들이 실장되며 상기 엘이디 패키지(1101)들의 제1 엘이디(1120)들을 전기적으로 직렬 연결하는 제1 배선부(1151) 및 상기 제2 엘이디(1140)들을 전기적으로 직렬 연결하는 제2 배선부(1152)를 포함하는 바형 인쇄회로기판(1150)과, 상기 제1 배선부(1151)에 의해 직렬 연결된 제1 엘이디(1120)들에 인가되는 전류와 상기 제2 배선부(1152)에 의해 직렬 연결된 제2 엘이디(1140)들에 인가되는 전류를 제어하는 제어부(1160)를 포함한다.

상기 엘이디 패키지(1101)들의 배열 내에서 상기 제1 엘이디(1120)와 상기 제2 엘이디(1140)는 교차적으로 배열된다. 각 엘이디 패키지(1101)는 구획벽(2)에 의해 분리된 제1 및 제2 캐비티(3A, 3B)를 포함하고, 제1 캐비티(3A) 내에 배치된 제1 엘이디칩(1121)과 제1 형광체(1122)의 조합에 의해 제1 엘이디(1120)가 구성되고, 상기 제2 캐비티(3B) 내에 배치된 제2 엘이디칩(1141)과 제2 형광체(1142)의 조합에 의해 제2 엘이디(1140)가 구성된다. 상기 제1 엘이디(1120)와 상기 제2 엘이디(1140)가 하나의 패키지 내에서 구획벽(2)에 의해 분리된 채 인접해 있으므로, 상기 제1 엘이디(1120)에서 나온 제1 백색광과 상기 제2 엘이디(1140)에서 나온 제2 백색광의 혼합에 매우 유리하다.

또한, 상기 엘이디 패키지(1101)들 각각은, 해당 제1 엘이디(1120)와 병렬로 연결된 제1 제너다이오드(1171)와, 해당 제2 엘이디(1400)과 병렬로 연결된 제2 제너다이오드(1172)를 포함한다. 이때, 상기 제1 제너나이오드(1171)와 상기 제2 제너다이오드(1172)는, 정전기와 같은 순간적인 과전압으로부터 제1 엘이디(1120) 및 제2 엘이디(1120) 또는 주요 소자들을 보호하는 역할을 하는 것으로서, 쌍방향 제너다이오드들인 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 4와 함께 도 5를 참조하면, 상기 제1 엘이디(1120)는 CIE 1931 색도 분포표 상의 색좌표가 (0.232, 0.185)인 제1 백색광을 발하며, 상기 제2 엘이디(1140)는 상기 제1 엘이디(1120)가 발한 제1 백색광보다 X 좌표값 및 Y 좌표값이 모두 큰, 색좌표 (0.341, 0.338)의 제2 백색광을 발하도록 구성된다. 이하에서는, 제1 엘이디(1120)가 발하는 광의 색좌표를 색좌표 A라 하고 제2 엘이디(1140)가 발하는 광의 색좌표를 색좌표 B라 한다.

본 실시예에서, 색좌표 A가 (0.232, 0.185)이고 색좌표 B가 (0.341, 0.338)로 정해져 있지만, 색좌표 A는 (0.207< X < 0.257, 0.160 <Y <0.210)이면 족하고, 색좌표 B는 (0.316< X < 0.366, 0.313 <Y <0363)이면 족하다. 하지만, 이 범위를 벗어나는 경우, 색재현성이 떨어지거나 또는 백라이트 유닛 측에 조절할 수 범위를 벗어나 실현이 불가능해지거나 또는 백라이트 유닛 측에서의 조절 범위가 작아 컬러 필터에 의한 광 차단이 많아져 광 효율이 저하될 수있다.

또한, 상기 제어부(1160)는 상기 제1 배선부(1151)와 상기 제2 배선부(1152)를 통해 직렬 연결된 상기 제1 엘이디(1120)(또는 그에 속한 엘이디칩)들에 인가되는 전류와 직렬 연결된 상기 제2 엘이디(1140)(또는 그에 속한 엘이디칩)들에 인가되는 전류를 제어하여, 상기 제1 엘이디(1120)들과 상기 제2 엘이디(1140)들에서 나오는 광량(또는, 광속)을 조절한다. 더 구체적으로, 상기 제어부(1160)는, 상기 제1 엘이디(1120)에 인가되는 전류와 상기 제2 엘이디(1140)들에 인가되는 전류의 비가 달라지도록 제어함으로써, 상기 제1 엘이디(1120)들의 광량 대비 제2 엘이디(1140)들의 광량을 변화시키며, 이에 의해, 색좌표 A와 색좌표 B를 연결한 직선을 따라 백라이트광의 색좌표를 조절할 수 있다.

이때, 상기 제어부(1160)는 백라이트 광의 전체 광량 조절과 색좌표 조절이 가능하며, 색좌표 조절시에는, 제1 엘이디(1120)들의 광량과 제2 엘이디(1140)들의 광량의 합이 일정한 상태로, 상기 제1 엘이디(1120)들에 인가되는 전류와 상기 제2 엘이디(1140)들에 인가되는 전류가 제어되어, 상기 제1 엘이디(1120)들의 전체 광량과 제2 엘이디(1140)들의 전체 광량의 비가 변화된다.

스포츠 시청 모드에에서는 청색광 성분이 많은 백색 백라이트광이 요구되며, 이 경우, 상기 제어부(1160)는 입력된 신호에 따라, 상기 제1 엘이디(1120)들에 인가되는 전류를 상대적으로 높이고, 상기 제2 엘이디(1140)들에 인가되는 전류를 상대적으로 낮춰, 색좌표 B보다 색좌표 A에 가까운 백라이트 광을 만들어 이를 액정 패널(4000; 도 1 참조)에 공급한다. 이때, 백라이트 유닛(1000; 도 1 참조) 측에서 조절될 수 있는 색좌표 범위에는 한계가 있으므로, 액정 패널(4000; 도 1 참조) 측 컬러 필터가 색좌표 조절에 더 참여하여, 적색광 성분과 녹색광 성분에 비해 청색광 성분을 상대적으로 더 높인다. 이때, 상기 제1 엘이디(1120)와 상기 제2 엘이디(1140) 중 하나에 인가되는 전류를 최대로 높이면, 나머지 엘이디에 인가되는 전류는 최소가 된다. 해당 엘이디들에 최소의 인가 전류를 공급하더라도, 해당 엘이디들을 오프(OFF)시키지 않고 항상 온(ON) 상태로 유지한다.

상기 액정 패널(4000; 도 1 참조) 측 제어는 별도의 컬러 필터 제어부가 담당할 수 있다. 대안적으로, 백라이트 유닛(1000; 도 1 참조)에 포함된 제어부(1160)에 컬러 필터 제어부의 기능을 통합하는 것도 고려될 수 있다.

한편, 상기 제2 엘이디(1140)는 파장 변환 효율이 상대적으로 낮은 적색 형광체를 포함할 수 있으며, 따라서, 상기 제2 엘이디(1140)의 광 세기 대비 인가 전류의 비가 제1 엘이디(1120)의 광 세기 대비 인가 전류의 비보다 크도록 한다. 제2 엘이디의 광 세기 대비 인가 전류의 비와 상기 제1 엘이디(1120)의 광 세기 대비 인가 전류의 비의 차는 상기 엘이디 모듈에서 발광되는 광의 색온도가 색좌표 A에서 색좌표 B로 향 향할수록 증가된다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 엘이디(1120)는 청색 엘이디칩 YAG계 황색 형광체의 조합으로 되어 있고, 상기 제2 엘이디(1140)는 청색 엘이디칩과 YAG계 황색 형광체와 α-sialon계 오렌지색 형광체의 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.

[제2 실시예]

도 6은 제2 실시예에 따른 바형 엘이디 모듈을 도시한 도면이다.

제2 실시예에 따르면, 바형 엘이디 모듈은 상기 도광판(1200)의 일측면을 따라 길게 어레이된 복수개의 패키지 타입 엘이디(1120, 1140)들을 포함하며, 상기 패키지 타입 엘이디(1120, 1140)들은, 예컨대 청색 엘이디칩인 제1 엘이디칩(1121)과 제1 형광체(1122), 즉, 황색 형광체의 조합에 의해 (0.207< X < 0.257, 0.160 <Y <0.210)인 색좌표 A의 제1 백색광을 복수개의 제1 엘이디(1120)들과, 예컨대 청색 엘이디칩인 제2 엘이디칩(1141)과 제2 형광체(1142), 즉, 황색 형광체와 오렌지색 형광체를 포함하는 형광체의 조합에 의해 (0.316< X < 0.366, 0.313 <Y <0363)인 색좌표 B의 제2 백색광을 복수개의 제2 엘이디(1140)를 포함한다. 각각 독립된 패키지로 존재하는 제1 엘이디(1120)들과 제2 엘이디(1140)들은 길이 방향을 따라 교대로 배열된다. 제1 엘이디(1120)와 제2 엘이디(1140)가 서로 독립된 엘이디 패키지로 존재하는 것을 제외하면 앞선 실시예와 같다.

[제3 실시예]

도 7은 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 백라이트 유닛에 의한 백라이트 광의 색좌표 조절을 CIE 1931 색도 분포표 상에 나타낸 다이어그램이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 액정 패널(4000)과, 상기 액정 패널(4000)의 후방에 배치되어 상기 액정 패널(4000)에 백라이트 광을 공급하되, 도광판(1200) 및 도광판(1200)의 일측면에 배치된 바형 엘이디 모듈(1100)을 포함하는 백라이트 유닛(1000)을 포함한다.

상기 액정 패널(4000)의 전방에는 투명 글라스가 배치되고, 상기 액정 패널(4000)과 상기 백라이트 유닛(1000) 사이에는 확산 시트를 포함하는 복수개의 광학시트(3000)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 투명 글라스와 상기 액정 패널(4000) 사이에는 디스플레이 광의 휘도를 증대시켜주는 OCR필름이 구비될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(1000)은 상기 액정 패널(40000)의 후방에 배치된 도광판(1200)과, 상기 도광판(1200)의 일측면에 배치되어 상기 도광판(1200)의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈(1100)과, 상기 액정 패널(4000)과 상기 도광판(1200) 사이에 배치된 파장변환시트(1800)를 포함한다. 그리고, 상기 파장환시트(1800)는 형광체에 비해 파장변환시 광손실이 적은 퀀텀닷(양자점)을 포함하는 퀀텀닷 시트인 것이 바람직하다.

상기 도광판(1200)은 일 측면을 통해 입사된 광을 전방면을 통해 출사하여 상기 액정 패널(4000) 측으로 공급한다. 상기 도광판(1200)의 후방면에는 반사막, 반사 패턴 또는 그 외 반사를 돕는 반사부가 형성되고, 상기 도광판(1200)과 상기 액정 패널(4000) 사이에는 예컨대 확산 시트를 포함하는 복수개의 광학 시트가 배치될 수 있다.

상기 바형 엘이디 모듈(1100)은 상기 도광판(1200)의 일측면을 따라 길게 어레이되고 청색광을 발하는 제1 엘이디(1120)와 상기 제1 엘이디(1120)에 인접해 있는 제2 엘이디(1140)를 포함하는 복수개의 엘이디 패키지(1101)들과, 상기 복수개의 엘이디 패키지(1101)들이 실장되며 상기 엘이디 패키지(1101)들의 제1 엘이디(1120)들을 전기적으로 직렬 연결하는 제1 배선부 및 상기 제2 엘이디(1140)들을 전기적으로 직렬 연결하는 제2 배선부를 포함하는 바형 인쇄회로기판(1150)과, 상기 제1 배선부에 의해 직렬 연결된 제1 엘이디(1120)들에 인가되는 전류와 상기 제2 배선부에 의해 직렬 연결된 제2 엘이디(1140)들에 인가되는 전류를 제어하는 제어부(1160; 도 4 참조)를 포함한다.

상기 엘이디 패키지(1101)들의 배열 내에서 상기 제1 엘이디(1120)와 상기 제2 엘이디(1140)는 교차적으로 배열된다. 각 엘이디 패키지(1101)는 구획벽(2)에 의해 분리된 제1 및 제2 캐비티(3A, 3B)를 포함하고, 제1 캐비티(3A) 내에 배치된 제1 엘이디칩인 청색 엘이디칩이 제1 엘이디(1120)를 구성하고, 상기 제2 캐비티(3B) 내에 배치된 제2 엘이디칩(1141)인 청색 엘이디칩과 형광체(1142)의 조합에 의해 제2 엘이디(1140)가 구성된다. 상기 제1 엘이디(1120)와 상기 제2 엘이디(1140)가 하나의 패키지 내에서 구획벽(2)에 의해 분리된 채 인접해 있으므로, 상기 제1 엘이디(1120)에서 나온 청색광과 상기 제2 엘이디(1140)에서 나온 제2 백색광의 혼합에 매우 유리하다.

본 실시예에서, 상기 제1 엘이디(1120)는 단독으로 CIE 1931 색도 분포표 상의 색좌표가 (0.158, 0.021)인 청색광을 발하는 청색 엘이디이지만, 상기 파장변환시트(1800)와 함께 협력하여, 색좌표 A, 즉, (0.232, 0.185) 색좌표의 제1 백색광을 만들고, 상기 제2 엘이디(1140)는 단독으로 CIE 1931 색도 분포표 상의 색좌표가 (0.273, 0.226)인 백색광을 발하는 백색 엘이디이지만, 상기파장변환시트(1800)와 협력하여 제1 백색광보다 X 좌표값 및 Y 좌표값이 모두 큰 색좌표 B, 즉, (0.341, 0.338) 색좌표의 제2 백색광을 만들도록 구성된다.

또한, 상기 제어부는 상기 제1 배선부 상기 제2 배선부를 통해 직렬 연결된 상기 제1 엘이디(1120)들에 인가되는 전류와 직렬 연결된 상기 제2 엘이디(1140)들에 인가되는 전류를 제어하여 상기 제1 엘이디(1120)들과 상기 제2 엘이디(1140)들에서 나오는 광량(또는, 광속)을 조절한다. 더 구체적으로, 상기 제어부는, 상기 제1 엘이디(11)들에 인가되는 전류와 상기 제2 엘이디(1140)들에 인가되는 전류의 비가 달라지도록 제어함으로써, 상기 제1 엘이디(1120)들의 광량 대비 제2 엘이디(1140)들의 광량을 변화시키며, 이에 의해, 색좌표 A와 색좌표 B를 연결한 직선을 따라 백라이트광의 색좌표를 조절할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 백라이트 광의 전체 광량 조절과 색좌표 조절이 가능하며, 색좌표 조절시에는, 제1 엘이디(1120)들의 광량과 제2 엘이디(1140)들의 광량의 합이 일정한 상태로, 상기 제1 엘이디(1120)들에 인가되는 전류와 상기 제2 엘이디(1140)들에 인가되는 전류가 제어되어, 상기 제1 엘이디(1120)들의 전체 광량과 제2 엘이디(1140)들의 전체 광량의 비가 변화된다.

퀀텀닷을 파장변환시트에 적용하지 않는 대신 엘이디 패키지에 직접 적용하는 것이 고려될 수 있으나, 퀀텀닷을 엘이디 패키지의 봉지재 또는 몰딩재에 적용하는 경우, 열에 약한 퀀텀닷이 탄화되므로 바람직하지 않다. 따라서, 엘이디 패키지로부터 일정 거리 이상 떨어진 위치에 배치된 파장변환시트에 퀀텀닷을 적용하는 것이 좋다. 특히, 대면적 파장변환시트에 퀀텀닷을 적용하면, 퀀텀닷 농도를 줄일 수 있으므로 경제적으로 유리하다.

1000: 백라이트 유닛 1100:바형 엘이디 모듈
1120: 제1 엘이디 1140: 제2 엘이디
1200: 도광판 1160: 제어부
1800: 파장변환시트 4000: 액정 패널

Claims

컬러 필터를 포함하는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 일측면에 배치되어 상기 도광판의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치에 있어서,
상기 바형 엘이디 모듈은,
상기 도광판의 일측면을 따라 길게 형성된 기판;
상기 기판 상에 어레이되고 제1 백색광을 발하는 제1 엘이디와 제2 백색광을 발하는 제2 엘이디를 포함하며, 상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디가 구획벽에 의해 분리되는 복수개의 엘이디 패키지;
상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제1 엘이디를 직렬로 연결하는 제1 배선부;
상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제2 엘이디를 직렬로 연결하는 제2 배선부; 및
상기 제1 백색광과 상기 제2 백색광에 의해 만들어지는 백라이트 광의 색좌표를 조절하도록, 상기 제1 엘이디들에 인가되는 전류와 상기 제2 엘이디들에 인가되는 전류의 비를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1 백색광의 색좌표와 상기 제2 백색광의 색좌표를 연결한 직선을 따라 상기 백라이트 광의 색좌표를 조절하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 백색광의 색좌표를 구성하는 X 좌표값과 Y 좌표값은 상기 제1 백색광의 색좌표를 구성하는 X 좌표값 및 Y 좌표값보다 모두 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 백색광의 색좌표는 (0.207< X < 0.257, 0.160 <Y <0.210)이고, 상기 제2 백색광의 색좌표는 (0.316< X < 0.366, 0.313 <Y <0363)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 엘이디 패키지는 상기 구획벽에 의해 분리된 제1 캐비티와 제2 캐비티를 포함하고, 상기 제1 엘이디는 상기 제1 캐비티 내에 위치하는 제1 엘이디칩과 제1 형광체의 조합에 의해 형성되고, 상기 제2 엘이디는 상기 제2 캐비티 내에 위치하는 제2 엘이디칩과 제2 형광체의 조합에 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 제1 엘이디칩과 상기 제2 엘이디칩 각각은 청색 엘이디칩이고, 상기 제1 형광체는 황색 형광체이며, 상기 제2 형광체는 황색 형광체와 오렌지색 형광체인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
컬러 필터를 포함하는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 일측면에 배치되어 상기 도광판의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치에 있어서,
상기 바형 엘이디 모듈은,
상기 도광판의 일측면을 따라 길게 형성된 기판;
상기 기판 상에 어레이되고, 제1 백색광을 발하는 복수개의 제1 패키지들;
상기 기판 상에 상기 제1 패키지들과 교대로 어레이되고 제2 백색광을 발하는 제2 패키지들;
상기 제1 패키지들을 직렬로 연결하는 제1 배선부;
상기 제2 패키지들을 직렬로 연결하는 제2 배선부; 및
상기 제1 백색광과 상기 제2 백색광에 의해 만들어지는 백라이트 광의 색좌표를 조절하도록, 상기 제1 패키지들에 인가되는 전류와 상기 제2 패키지들에 인가되는 전류의 비를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1 백색광의 색좌표와 상기 제2 백색광의 색좌표를 연결한 직선을 따라 상기 백라이트 광의 색좌표를 조절하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 백라이트 유닛을 거쳐 1차로 색좌표 조절된 광을 2차로 색좌표 조절하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 제2 백색광의 색좌표를 구성하는 X 좌표값과 Y 좌표값은 상기 제1 백색광의 색좌표를 구성하는 X 좌표값 및 Y 좌표값보다 모두 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 제1 백색광의 색좌표는 (0.207< X < 0.257, 0.160 <Y <0.210)이고, 상기 제2 백색광의 색좌표는 (0.316< X < 0.366, 0.313 <Y <0363)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 제어부가 상기 백라이트 광의 색좌표를 조정하는 동안, 상기 제1 패키지들과 상기 제2 패키지들은 항상 온(On)인 상태인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
컬러 필터를 포함하는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 일측면에 배치되어 상기 도광판의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 디스플레이 장치에 있어서,
상기 바형 엘이디 모듈과 상기 액정 패널 사이에 배치된 파장변환시트;
상기 도광판의 일측면을 따라 길게 형성된 기판;
상기 기판 상에 어레이되고 상기 파장변환시트와 협력하여 제1 백색광을 발하는 제1 엘이디와 상기 파장변환시트와 협력하여 제2 백색광을 발하는 제2 엘이디를 포함하며, 상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디가 구획벽에 의해 분리되는 복수개의 엘이디 패키지;
상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제1 엘이디를 직렬로 연결하는 제1 배선부;
상기 복수개의 엘이디 패키지 각각의 제2 엘이디를 직렬로 연결하는 제2 배선부; 및
상기 제1 백색광과 상기 제2 백색광에 의해 만들어지는 백라이트 광의 색좌표를 조절하도록, 상기 제1 엘이디들에 인가되는 전류와 상기 제2 엘이디들에 인가되는 전류의 비를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 백라이트 광의 색좌표는 상기 제1 백색광의 색좌표와 상기 제2 백색광의 색좌표를 연결한 직선을 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 11에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 백라이트 유닛을 거쳐 1차로 색좌표 조절된 광을 2차로 색좌표 조절하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 11에 있어서, 상기 제2 백색광의 색좌표를 구성하는 X 좌표값과 Y 좌표값은 상기 제1 백색광의 색좌표를 구성하는 X 좌표값 및 Y 좌표값보다 모두 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 11에 있어서, 상기 제1 엘이디는 청색 엘이디이고 상기 제2 엘이디는 백색 엘이디인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 11에 있어서, 상기 파장변환시트는 퀀텀닷을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
컬러 필터를 포함하는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 일측면에 배치되어 상기 도광판의 일측면에 백라이트 광을 공급하는 바형 엘이디 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치에 있어서,
상기 바형 엘이디 모듈과 상기 액정 패널 사이에 배치된 파장변환시트;
상기 도광판의 일측면을 따라 길게 형성된 기판;
상기 기판 상에 어레이되고, 상기 파장변환시트와 협력하여 제1 백색광을 발하는 복수개의 제1 패키지들;
상기 기판 상에 상기 제1 패키지들과 교대로 어레이되고 상기 파장변환시트와 협력하여 제2 백색광을 발하는 제2 패키지들;
상기 제1 패키지들을 직렬로 연결하는 제1 배선부;
상기 제2 패키지들을 직렬로 연결하는 제2 배선부; 및
상기 제1 백색광과 상기 제2 백색광에 의해 만들어지는 백라이트 광의 색좌표를 조절하도록, 상기 제1 패키지들에 인가되는 전류와 상기 제2 패키지들에 인가되는 전류의 비를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 백라이트 광의 색좌표는 상기 제1 백색광의 색좌표와 상기 제2 백색광의 색좌표를 연결한 직선을 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 16에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 백라이트 유닛을 거쳐 1차로 색좌표 조절된 광을 2차로 색좌표 조절하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 16에 있어서, 상기 제1 패키지는 청색 엘이디이고 상기 제2 패키지는 백색 엘이디인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 16에 있어서, 상기 파장변환시트는 퀀텀닷을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
청구항 16에 있어서, 상기 제1 백색광의 색좌표는 (0.207< X < 0.257, 0.160 <Y <0.210)이고, 상기 제2 백색광의 색좌표는 (0.316< X < 0.366, 0.313 <Y <0363)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.