JP2011108636A - バックライトユニット及びこれを有するディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイ領域に全体的に輝度偏差が著しいことを抑制する構造のバックライトユニット及びこれを有するディスプレイ装置を提供すること。
【解決手段】本発明によるディスプレイ装置は、映像信号を受信する映像受信部と；映像受信部に受信される映像信号を処理する映像処理部と；映像処理部によって処理される映像信号を映像として表示するディスプレイパネルと；ディスプレイパネルの分割された各ディスプレイ領域に対応するように配置され、各ディスプレイ領域に光を出射する複数の導光板と；互いに隣接する導光板の間に選択的に配置され、導光板の側面に光を照射する光源モジュールと；を含み、複数の導光板の中で互いに隣接する第１導光板及び第２導光板の間に光源モジュールが配置されない場合、第１導光板及び第２導光板それぞれに照射される光照射方向は、互いに対向することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源及び導光板によって映像表示のための光を供給するバックライトユニット及びこれを有するディスプレイ装置に係り、さらに詳しくは、ディスプレイ領域に全体的に輝度偏差が著しいことを抑制する構造のバックライトユニット及びこれを有するディスプレイ装置に関する。

ＴＶ、モニターなどのようなディスプレイ装置は、映像を表示するディスプレイパネルを備えることによって、放送信号または多様なフォーマットの映像データを表示することができる。このようなディスプレイパネルは、液晶パネル、プラズマパネルなどのような多様な形式で具現されて各種のディスプレイ装置に適用されている。ここで、パネル自体で光を生成することができない液晶パネルが適用される場合、ディスプレイ装置は光をパネルに供給するバックライトユニットを備える。

このようなディスプレイ装置のバックライトユニットは、光を形成する光源として、過去に一般的に採択された冷陰極蛍光ランプより環境汚染、応答速度などの側面で優秀な特性を有する発光ダイオード素子を採択する割合が増加している。バックライトユニットは、このような光源の配置位置に従って、直下型及びエッジ型と分けることができる。

直下型バックライトユニットは、光源が導光板の背面に従って平行に配置されることによって、各光源の前面パネルに向けて直接に光を投射する。エッジ型バックライトユニットは、光源が導光板のエッジに従ってバー（bar）形態で配置され、光源からの光が導光板の側面に入射されてパネルに投射される構成である。エッジ型バックライトユニットは、導光板のエッジに光源が配置されるので直下型に比べてディスプレイ装置のスリム化が容易なので、広く適用されている。

本発明の目的は、ディスプレイ領域に全体的に輝度偏差が著しいことを抑制する構造のバックライトユニット及びこれを有するディスプレイ装置を提供することである。

本発明の実施形態によるディスプレイ装置は、映像信号を受信する映像受信部と；前記映像受信部に受信される映像信号を処理する映像処理部と；前記映像処理部によって処理される映像信号を映像として表示するディスプレイパネルと；前記ディスプレイパネルの分割された各ディスプレイ領域に対応するように配置され、前記各ディスプレイ領域に光を出射する複数の導光板と；互いに隣接する前記導光板の間に選択的に配置され、前記導光板の側面に光を照射する光源モジュールと；を含み、前記複数の導光板の中で互いに隣接する第１導光板及び第２導光板の間に前記光源モジュールが配置されない場合、前記第１導光板及び前記第２導光板それぞれに照射される光照射方向は互いに対向することを特徴とする。

ここで、前記光源モジュールは、前記導光板の側面にしたがって順次に配置された複数の光源を含むことができる。

ここで、一つの前記光源モジュールが含む前記複数の光源の光照射方向は同一であることができる。

また、前記光源は、発光ダイオード素子を含むことができる。

また、前記光源モジュールが前記複数の導光板の中で互いに隣接した第３導光板及び第４導光板の間に配置された場合、前記光源モジュールは、前記第３導光板及び前記第４導光板それぞれに対して光を照射することができる。

また、前記複数の導光板は、前記ディスプレイパネルのディスプレイ領域に平行に行方向及び列方向の中で少なくともいずれか一方向にしたがって配置されることができる。

また、本発明の実施形態によるディスプレイパネルに光を供給するバックライトユニットは、ディスプレイパネルの分割された各ディスプレイ領域に対応するように配置され、前記各ディスプレイ領域に光を出射する複数の導光板と；互いに隣接する前記導光板の間に選択的に配置され、前記導光板の側面に光を照射する光源モジュールと；を含み、前記複数の導光板の中で互いに隣接する第１導光板及び第２導光板の間に前記光源モジュールが配置されない場合、前記第１導光板及び前記第２導光板それぞれに照射される光照射方向は互いに対向することを特徴とする。

ここで、前記光源モジュールは、前記導光板の側面にしたがって順次に配置された複数の光源を含むことができる。

ここで、一つの前記光源モジュールが含む前記複数の光源の光照射方向は同一であることができる。

また、前記光源は、発光ダイオード素子を含むことができる。

また、前記光源モジュールが前記複数の導光板の中で互いに隣接した第３導光板及び第４導光板の間に配置された場合、前記光源モジュールは、前記第３導光板及び前記第４導光板それぞれに対して光を照射することができる。

また、前記複数の導光板は、前記ディスプレイパネルのディスプレイ領域に平行に行方向及び列方向の中で少なくともいずれか一方向にしたがって配置されることができる。

以上説明したように、ディスプレイ領域に全体的に輝度偏差が著しいことが抑制される。

本発明の実施形態によるディスプレイ装置の分解斜視図である。 図１のディスプレイ装置で導光板及び光源モジュールの配置を示す要部斜視図である。 図２の導光板及び光源モジュールの配置を示す平面図である。 図１のディスプレイ装置で導光板及び光源の配置を示す平面図及びこれによる輝度分布を示すグラフである。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置の構成ブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態に対して本発明の属する技術分野で通常の知識を有する人なら容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は色々な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施形態に限定されない。本発明を明確に説明するために、説明に関しない部分は省略し、明細書の全体を通じて同一または類似な構成要素に対しては同一な参照符号を付ける。

図１は、本発明の実施形態によるディスプレイ装置１の概略的な分解斜視図である。

図１に示すように、本実施形態によるディスプレイ装置１は、収容空間を形成するカバー部１０、２０と、カバー部１０、２０による収容空間に収容され映像が表示されるディスプレイパネル３０と、前述した収容空間に収容されディスプレイパネル３０に映像が表示されるようにディスプレイパネル３０に光を供給するバックライトユニット４０と、を含む。

図１に示す各方向に対して説明する。Ｘ、Ｙ、Ｚ方向は、基本的にそれぞれ横、縦及び高さ方向を示す。ディスプレイパネル３０は、Ｘ−Ｙ平面上に配置され、バックライトユニット４０及びディスプレイパネル３０がＺ方向にしたがって積層されるように配置される。以下、各図面及び実施形態では、このような方向正義に基づいて説明する。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の反対方向は、それぞれ-Ｘ、-Ｙ、-Ｚ方向に示し、Ｘ−Ｙ平面は、Ｘ方向の軸及びＹ方向の軸によって形成される平面を意味する。

カバー部１０、２０は、ディスプレイ装置１の外形を形成し、ディスプレイパネル３０及びバックライトユニット４０を収容する。カバー部１０、２０は、ディスプレイパネル３０及びバックライトユニット４０の上下をそれぞれカバーする上側カバー１０及び下側カバー２０を含む。上側カバー１０及び下側カバー２０は、共に収容空間を形成し、この収容空間内にディスプレイパネル３０及びバックライトユニット４０を収容する。上側カバー１０の板面は、ディスプレイパネル３０のディスプレイ領域が露出されるように開口部を形成する。

ディスプレイパネル３０は、本実施形態によれば、液晶パネルで具現される。ディスプレイパネル３０は、二つの基板（図示せず）の間に液晶層（図示せず）が充填され、駆動信号が引加されて、この液晶層（図示せず）の配列を調整することによって映像を表示する。ディスプレイパネル３０は、独自的に発光しなく、ディスプレイ領域に映像を表示するためにバックライトユニット４０から光が提供される。ここで、ディスプレイ領域は、ディスプレイパネル３０でＸ−Ｙ平面と平行に映像が表示される領域を意味する。

ディスプレイパネル３０は、駆動回路基板（図示せず）を有し、この駆動回路基板から駆動信号が引加されれば、ディスプレイパネル３０の液晶（図示せず）が所定の角度に回転する。これによって、ディスプレイパネル３０のディスプレイ領域を構成する各セル（図示せず）単位で光の透過特性が異なるようになってディスプレイ領域に映像が表示されることができる。

バックライトユニット４０は、ディスプレイパネル３０に光を供給するように、ディスプレイパネル３０の背面に配置される。バックライトユニット４０は、ディスプレイパネル３０のディスプレイ領域に光を出射する複数の導光板１００と、光を生成して複数の導光板１００に照射する複数の光源モジュール２００と、複数の導光板１００背面に設置されて光をディスプレイパネル３０方向に反射する反射板３００と、複数の導光板１００から出射される光の特性を調整する光学シーツ類４００と、を含む。

導光板１００は、アクリル射出物などで具現されたプラスチック成型レンズとして、光源モジュール２００から入射される光をディスプレイパネル３０の全体ディスプレイ領域に均一に伝達する。本実施形態で各導光板１００は、Ｘ方向に延長された長方形の形状を有し、Ｙ方向にアレイ（array）配置されるが、これらの個数、形象、延長方向、配置関係などが本発明の思想を限定することではない。

導光板１００は、反射板３００と対向する下板面上に光透過パターンが形成されることによって、導光板１００から出射される光の均一性を向上させ、出射光量を調節することができる。即ち、光透過パターンをどのように形成するのかによって、各導光板１００から出射される光量が異なることができる。

光源モジュール２００は、ディスプレイパネル３０に提供するための光を生成し、生成した光が各導光板１００に入射されるように、各導光板１００の側面に配置される。即ち、光源モジュール２００は、導光板１００と等しくＸ方向に従って延長され、導光板１００及び光源モジュール２００がＹ方向に従って交代で配置される。

光源モジュール２００から生成された光は、Ｘ−Ｙ平面に平行な方向で各導光板１００に照射された後、各導光板１００からＺ方向に出射されてディスプレイパネル３０に入射される。これによって、ディスプレイパネル３０は、Ｘ−Ｙ平面に平行なディスプレイ領域上に映像を形成することができる。

以下、本実施形態による各導光板１０１、１０２、１０３、１０４及び光源モジュール２０１、２０２の配置関係に対して、図２及び図３を参照して説明する。図２は、図１のディスプレイ装置１で-Ｘ方向エッジ領域一部の複数の導光板１０１、１０２、１０３、１０４及び光源モジュール２０１、２０２の配置を示す要部斜視図であり、図３は、図２の平面図である。

図２及び図３に示すように、導光板１０１、１０２、１０３、１０４は、Ｘ−Ｙ平面上にＹ方向にしたがって複数が配置される。従って、各導光板１０１、１０２、１０３、１０４は、Ｙ方向配置手順に従って第１導光板１０１、第２導光板１０２、第３導光板１０３及び第４導光板１０４と指称する。即ち、第１導光板１０１及び第２導光板１０２、第２導光板１０２及び第３導光板、第３導光板１０３及び第４導光板１０４は、それぞれ互いに隣接するように配置される。

また、第１導光板１０１の後方向側面１１２及び第２導光板１０２の前方向側面１２１、第２導光板１０２の後方向側面１２２及び第３導光板１０３の前方向側面１３１、第３導光板１０３の後方向側面１３２及び第４導光板１０４の前方向側面１４１は、それぞれ互いに対向する。このような名称は、実施形態を説明するためのことに過ぎないので、本発明の思想を限定するのではない。

光源モジュール２０１、２０２は、互いに隣接する二つの導光板１０１、１０２、１０３、１０４の間に選択的に配置される。図２及び図３に示すように、第１光源モジュール２０１は、第１導光板１０１及び第２導光板１０２の間に配置され、第２光源モジュール２０２は、第３導光板１０３及び第４導光板１０４の間に配置される。また、第２導光板１０２及び第３導光板１０３の間には、光源モジュール２００が配置されない。

即ち、第１光源モジュール２０１は、第１導光板１０１の後方向側面１１２及び第２導光板１０２の前方向側面１２１の間に配置され、第２光源モジュール２０２は、第３導光板１０３の後方向側面１３２及び第４導光板１０４の前方向側面１４１の間に配置される。一方、第２導光板１０２の後方向側面１２２及び第３導光板１０３の前方向側面１３１の間には、光源モジュール２０１、２０２が配置されない。

各光源モジュール２０１、２０２は、光（L）を生成し導光板１０１、１０２、１０３、１０４の側面１１２、１２１、１３２、１４１に従ってＸ方向に順次に配置された複数の光源２１０と、この複数の光源２１０が装着されるモジュール基板２２０を含む。

光源２１０は、本実施形態によれば発光ダイオード素子（light-emitting diode、ＬＥＤ）で具現され、モジュール基板２２０から駆動電源及び点滅制御信号が供給される。ここで、一つの光源モジュール２０１、２０２が含む各光源２１０の光照射方向は、互いに等しい。

一つのモジュール基板２２０に装着される光源２１０は、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを含むことができる。各カラーのＬＥＤから放出される青色光、緑色光及び赤色光が相互混色されることによって、優秀なカラー再現性を有する白色光を形成することができる。しかし、これは実施形態に過ぎないので、光源２１０は、白色光を直接に生成する白色ＬＥＤを含むこともできる。

ここで、光源２１０はＹ方向及び-Ｙ方向それぞれに光（L）を照射することができる。すなわち、第１光源モジュール２０１が含む光源２１０から生成される光（L）は、第１導光板１０１の後方向側面１１２及び第２導光板１０２の前方向側面１２１に入射されて、第２光源モジュール２０２が含む光源２１０から生成される光（L）は、第３導光板１０３の後方向側面１３２及び第４導光板１０４の前方向側面１４１に入射される。このように、一つの光源モジュール２０１、２０２で生成される光（L）を両側に配置された導光板１００に照射することによって、ディスプレイ装置１で光源モジュール２０１、２０２の数を減らすことができる。

本実施形態によれば、複数の導光板１０１、１０２、１０３、１０４の中で互いに隣接する二つの導光板１０２、１０３の間に光源モジュール２０１、２０２が配置されない場合、この二つの導光板１０２、１０３それぞれに照射される光照射方向は、互いに対向する。

図面では第２導光板１０２及び第３導光板１０３の間に光源モジュール２０１、２０２が配置されなかったが、第１光源モジュール２０１から第２導光板１０２に照射される光（L）の方向及び第２光源モジュール２０２から第３導光板１０３に照射される光（L）の方向は互いに対向する。従って、ディスプレイ領域の全体的な輝度偏差を低減させることができる。

以下、前述した実施形態のように導光板１００及び光源モジュール２００を配置することによって、ディスプレイ装置１全体的に輝度偏差を低減する構成に対して図４を参照して詳しく説明する。図４は、本発明の実施形態にしたがって配置された複数の導光板１００及びここに対応する光源２１０の平面図と、このような配置に従って示される輝度分布グラフである。

図４に示すように、複数の導光板１００がＹ方向にしたがって配置され、Ｙ方向にしたがって順次に配置された二つの導光板１００の間には、光源２１０がＸ方向にしたがって配置される場合及び光源２１０が配置されない場合が交代で示される。図面で直線（Ｈ）は、二つの導光板１００の間の光源２１０の配置列を意味し、直線（Ｄ）は、光源２１０が配置されない二つの導光板１００の間の延長直線を意味する。直線（Ｈ及びＤ）は、Ｘ方向に平行である。

Ｙ方向及び-Ｙ方向の最外殻の導光板１００に対応する光源２１０は、二つの導光板１００の間に配置されないので、隣接する一つの導光板１００に対してだけ光を照射する。一方、二つの導光板１００の間に配置された光源２１０は、この二つの導光板１００それぞれに対して両方向に光を照射する。

図４で左側のグラフは、各ディスプレイ領域に対する輝度分布を示す。図面でＹ方向に平行な軸は、各導光板１００及び光源２１０の位置に対応し、Ｘ方向に平行な軸は、輝度を示す。

本実施形態によれば、互いに隣接する二つの導光板１００の間に光源２１０が配置されない場合、この二つの導光板１００それぞれに対する光源２１０の光照射方向は、互いに対向する。即ち、直線（Ｈ）及び直線（Ｄ）がＹ方向に従って交代で配置され、光源２１０の光照射方向は、直線（Ｈ）から直線（Ｄ）に向ける。

これによって、輝度は、光源２１０が位置した直線（Ｈ）で一番高くて、直線（Ｄ）に行けば行くほど低下されて、直線（Ｄ）で一番低くなる。

本実施形態との比較のために、光源２１０が各導光板１００の間に全部配置され、すべての光源２１０の光照射方向がＹ方向に向ける従来の構成を考慮する。このような従来の構成は、Ｙ方向に行けば行くほど光源２１０の光量が重畳されるので、ディスプレイ領域の上側エッジで輝度が一番低く、ディスプレイ領域の上側エッジで一番高い輝度を示す。従来の構成は、ディスプレイ領域に全体的に輝度の不均一化及び偏差が大きく現われる。

一方、本実施形態によれば、Ｙ方向にしたがって輝度の高点及び底点が交代で現われるので、ディスプレイ領域を全体的に見れば、大体に均一な輝度分布が現れ、その偏差も従来の構成に比べて低減させることができる。

このように、本実施形態では、複数の導光板１００及び光源２１０の適用において、光源２１０を互いに隣接する導光板１００の間に選択的に配置し、互いに隣接する任意の二つの導光板１００の間に光源２１０が配置されない場合、該当の二つの導光板１００それぞれに照射される光照射方向が互いに対向するようにする。これによって、ディスプレイ領域全体的に輝度分布を均一にして、輝度偏差を低減させることによって、映像品質を保障することができる。

一方、前述した実施形態は、多様な形態で具現されるディスプレイ装置１に適用されることができる。以下、ディスプレイ装置１がＴＶで具現される場合に本発明の実施形態が適用される実施形態に対して図５を参照して説明する。

図５は、本実施形態によるディスプレイ装置１の構成ブロック図である。図５で、実線は映像信号または制御信号の伝達、点線は光の伝達を意味する。

図４に示すように、本実施形態によるディスプレイ装置１は、映像信号を受信する映像受信部５０と、映像受信部５０に受信される映像信号を処理する映像処理部６０と、映像処理部６０によって処理される映像信号を映像に表示するディスプレイパネル７０と、ディスプレイパネル７０に映像が表示されるように光を供給するバックライトユニット８０と、を含む。

映像受信部５０は、次のように多様な規格を有することができる。例えば、ディスプレイ装置１がＴＶで具現される場合、映像受信部６０は、放送局（図示せず）から送出されるＲＦ（radio frequency）信号を無線で受信したり、またはコンポジット（composite）ビデオ、コンポーネント（component）ビデオ、スーパービデオ（super video）、ＳＣＡＲＴ、ＨＤＭＩ（high definition multimedia interface）規格などによる映像信号を受信することができる。または、映像受信部５０は、ディスプレイ装置１がコンピュータモニターである場合にＶＧＡ方式によるＲＧＢ信号を伝達することができるＤ−ＳＵＢや、ＤＶＩ（digital video interactive）、ＨＤＭＩ規格などの映像信号を受信するように具現されることができる。

映像処理部６０は、映像受信部５０から伝達される映像信号に対して、既に設定された多様な映像処理プロセスを行う。映像処理部６０が行う映像処理プロセスの種類は、限定されないので、例えば、多様な映像フォーマットに対応するデコーディング（decoding）及びエンコード（encoding）、デインターレーシング（de-interlacing）、フレームリフレッシュレート（frame refresh rate）変換、スケーリング（scaling）、映像画質改善のためのノイズ減少（noise reduction）、ディテールエンハンスメント（detail enhancement）等を含むことができる。

映像処理部６０は、このような各プロセスを独自的に行うことができる個別的な構成で具現されたり、または色々な機能を統合させた一体型構成で具現されることができる。

ディスプレイパネル７０及びバックライトユニット８０の構成は、前述した実施形態の構成と実質的に同じなので、その説明を略する。

以上、多様な実施形態を通じて本発明に対して図示し説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する人なら本発明の原則や精神に外れなく本発明の実施形態を変形し得ることを分かることができる。発明の範囲は、特許請求の範囲とその均等物によって定められる。

Claims (12)

1. ディスプレイ装置において、
   映像信号を受信する映像受信部と；
   前記映像受信部に受信される映像信号を処理する映像処理部と；
   前記映像処理部によって処理される映像信号を映像として表示するディスプレイパネルと；
   前記ディスプレイパネルの分割された各ディスプレイ領域に対応するように配置され、前記各ディスプレイ領域に光を出射する複数の導光板と；
   互いに隣接する前記導光板の間に選択的に配置され、前記導光板の側面に光を照射する光源モジュールと；
   を含み、
   前記複数の導光板の中で互いに隣接する第１導光板及び第２導光板の間に前記光源モジュールが配置されない場合、前記第１導光板及び前記第２導光板それぞれに照射される光照射方向は互いに対向することを特徴とするディスプレイ装置。
2. 前記光源モジュールは、前記導光板の側面にしたがって順次に配置された複数の光源を含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
3. 一つの前記光源モジュールが含む前記複数の光源の光照射方向は、同一であることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
4. 前記光源は、発光ダイオード素子を含むことを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
5. 前記光源モジュールが前記複数の導光板の中で互いに隣接した第３導光板及び第４導光板の間に配置された場合、前記光源モジュールは前記第３導光板及び前記第４導光板それぞれに対して光を照射することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
6. 前記複数の導光板は、前記ディスプレイパネルのディスプレイ領域に平行に行方向及び列方向の中で少なくともいずれか一方向にしたがって配置されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
7. ディスプレイパネルに光を供給するバックライトユニットにおいて、
   ディスプレイパネルの分割された各ディスプレイ領域に対応するように配置され、前記各ディスプレイ領域に光を出射する複数の導光板と；
   互いに隣接する前記導光板の間に選択的に配置されて、前記導光板の側面に光を照射する光源モジュールと；
   を含み、
   前記複数の導光板の中で互いに隣接する第１導光板及び第２導光板の間に前記光源モジュールが配置されない場合、前記第１導光板及び前記第２導光板それぞれに照射される光照射方向は互いに対向することを特徴とするバックライトユニット。
8. 前記光源モジュールは、前記導光板の側面にしたがって順次に配置された複数の光源を含むことを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。
9. 一つの前記光源モジュールが含む前記複数の光源の光照射方向は、同一であることを特徴とする請求項８に記載のバックライトユニット。
10. 前記光源は、発光ダイオード素子を含むことを特徴とする請求項８に記載のバックライトユニット。
11. 前記光源モジュールが前記複数の導光板の中で互いに隣接した第３導光板及び第４導光板の間に配置された場合、前記光源モジュールは、前記第３導光板及び前記第４導光板のそれぞれに対して光を照射することを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。
12. 前記複数の導光板は、前記ディスプレイパネルのディスプレイ領域に平行に行方向及び列方向の中で少なくともいずれか一方向にしたがって配置されることを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。

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