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KR20080073950A - 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치 - Google Patents

백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치 Download PDF

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Publication number
KR20080073950A
KR20080073950A KR1020070012840A KR20070012840A KR20080073950A KR 20080073950 A KR20080073950 A KR 20080073950A KR 1020070012840 A KR1020070012840 A KR 1020070012840A KR 20070012840 A KR20070012840 A KR 20070012840A KR 20080073950 A KR20080073950 A KR 20080073950A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting diodes
green
red
controller
Prior art date
Application number
KR1020070012840A
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English (en)
Inventor
박세기
김기철
양병춘
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070012840A priority Critical patent/KR20080073950A/ko
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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드를 구비한 로컬 디밍 방식의 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드에 백색 발광 다이오드를 추가하고 이를 로컬 디밍 방식으로 구동하여 종래 기술과 대비하여 소비전력과 제조비용의 증가 없이 휘도 보상을 쉽게 할 수 있는 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 백색 발광 다이오드를 이용해 휘도를 조절하여 색상 계조를 손쉽게 구현할 수 있는 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
액정 표시 장치, 백라이트 유닛, 로컬 디밍, 발광 다이오드, 백색

Description

백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치{backlight unit and liquid crystal display having the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 개략 평면도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 따른 발광 다이오드 변형예의 개략 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제어부를 나타낸 블록도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 휘도 조절을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300: 발광 다이오드 블록 310: 적색 발광 다이오드
320: 녹색 발광 다이오드 330: 청색 발광 다이오드
340: 백색 발광 다이오드 500: 광학 시트
1000: 백라이트 유닛 2200: 액정 표시 패널
본 발명은 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드를 구비한 로컬 디밍 방식의 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근에는 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT)를 대신하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP) 등의 평판 표시 장치가 빠르게 발전하고 있다.
이와 같은 평판 표시 장치 중에서, 액정 표시 장치는 플라즈마 표시장치 등과는 달리 자체 발광을 가지지 못하는 구조로서, 광원을 필요로 한다.
광원으로는 일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)와 같은 점 광원을 사용하거나, 전계 발광 램프(Electroluminescent Lamp; EL), 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)와 같은 선 광원을 사용한다.
이러한 광원 중 발광 다이오드를 이용한 백라이트 유닛은 색재현성이 우수하며 이로 인해 화면 표시 품질이 향상된다는 장점이 있으나, 종래 기술에 따른 발광 다이오드를 이용한 백라이트 유닛은 발광 다이오드가 정적인 구동 즉, 화면의 휘도분포에 관계없이 항상 점등상태를 유지하는 스태틱(Static) 구동 방식이다.
최근에는 이러한 스태틱 구동 방식의 문제점인 움직임 번짐 현상(Motion Blur)을 해소하기 위해 인해 라인 별로 발광 다이오드를 상하로 구동하는 스캐닝(Scanning) 구동 방식을 사용한다.
발광 다이오드 백라이트 유닛을 이용한 정적인 구동이 아닌 동적인 구동에 대한 관심과 소비자들의 화면 표시 품질에 대한 요구가 점점 커짐에 따라서 로컬 디밍(Local Dimming) 방식으로 구동하는 발광 다이오드 백라이트 유닛에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
하지만, 이러한 로컬 디밍 방식의 경우 발광 다이오드를 부분별로 온-오프하기 때문에 타켓 휘도를 위해서 많은 수의 발광 다이오드를 필요로 하게 된다. 하지만 이와 같이 많은 수의 발광 다이오드를 이용하게 되면 소비전력과 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래 기술과 대비하여 소비전력과 제조비용의 증가 없이 휘도 보상을 쉽게 할 수 있는 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 색상 계조를 손쉽게 구현할 수 있는 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기판과, 상기 기판 상에 마련되며 복수개의 발광 다이오드를 포함하는 클러스터를 포함하고, 상기 클러스터는 혼합색을 발광하기 위한 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드를 구비한 제 1 군의 발광 다이오드와, 상기 제 1 군의 발광 다이오드의 휘도를 보상하기 위한 백색 발광 다이오드를 구비한 제 2 군의 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛을 제공한다.
상기 제 1 군의 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 발광칩을 구비한 단일 패키지를 포함할 수 있으며, 상기 제 2 군의 발광 다이오드는 청색 발광칩과 황색 형광체를 포함하거나, 적색 발광칩과 청색 발광칩과 녹색 형광체를 포함하여 백색을 구현할 수 있다.
상기 클러스터는 적색, 녹색, 청색, 백색 발광칩을 구비한 단일 패키지를 포함할 수 있으며, 상기 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드는 다이아몬드 형태 또는 직사각 형태로 배열되는 것이 효과적이다.
상기 클러스터는 복수개이며, 상기 복수개의 클러스터를 개별 구동하기 위한 백라이트 유닛 제어부를 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛 제어부는, 휘도 제어 신호를 출력하는 휘도 제어부와, 색상 제어 신호를 출력하는 색상 제어부와, 상기 휘도 제어부와 색상 제어부의 신호를 수신하며 전원부로부터 인가된 기준 전압 신호를 변조하여 디밍 제어 신호를 출력하는 디밍 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제 1 군의 발광 다이오드는 휘도 제어부와 색상 제어부의 신호를 인가받아 개별 작동하며, 상기 제 2 군의 발광 다이오드는 휘도 제어부의 신호를 인가 받아 개별 작동할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판과 상기 기판 상에 마련되며 복수개의 발광 다이오드를 포함하는 클러스터를 포함하고 상기 클러스터는 혼합색을 발광하기 위한 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드를 구비한 제 1 군의 발광 다이오드와 상기 제 1 군의 발광 다이오드의 휘도를 보상하기 위한 백색 발광 다이오드를 구비한 제 2 군의 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛에서 광을 공급받아 화상을 표시하는 액정 표시 패널과, 상기 액정 표시 패널에 신호를 인가하기 위한 신호 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공한다.
상기 복수개의 클러스터를 개별 구동하며, 상기 액정 표시 패널에 신호를 인가하는 신호 제어부로부터 영상 신호를 인가 받아 휘도 제어 신호를 출력하는 휘도 제어부 및 색상 제어 신호를 출력하는 색상 제어부와, 상기 휘도 제어부와 색상 제어부의 신호를 수신하며 전원부로부터 인가된 기준 전압 신호를 변조하여 디밍 제어 신호를 출력하는 디밍 제어부를 포함하는 백라이트 유닛 제어부를 더 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 개략 평면도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 따른 발광 다이오드 변형예의 개략 평면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 블록(300)과, 상기 발광 다이오드 블록(300) 상에 배치된 광학 시트(500)를 포함한다. 이때, 상기 발광 다이오드 블록(300)과 광학 시트(500)를 수납하기 위한 하부 수납부재(400)와 상기 발광 다이오드 블록(300)을 제어하기 위한 백라이트 유닛의 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 블록(300)은 기판(302)과, 상기 기판(302) 상에 장착된 발광 다이오드(350)를 포함한다. 이때, 상기 기판(302) 상에는 반사막(미도시)이 형성될 수 있으며, 반사막은 발광 다이오드(350)에서 기판으로 출사된 광을 기판(302)의 상부로 반사시킨다.
상기 기판(302)은 발광 다이오드(350)를 장착하고 외부 전원을 인가하기 위한 것으로서, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)을 사용할 수 있다. 물론, 상기 기판(302)으로 금속 심 인쇄 회로 기판(Metal Core Printed Circuit Board; MCPCB), FR4, BT 수지(Bismaleimide Triazine Resin; BT Resin) 등을 사용할 수도 있다. 상기 기판(302)은 상술된 예시들에 한정되는 것은 아니며, 발광 다이오드(350)를 장착하고 외부 전원을 인가할 수 있는 구조라면 어떠한 기판이라도 사용이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 기판(302)은 다수의 발광 다이오드(350)를 장착하고 이에 외부 전원을 인가하기 위해 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 배선에 의해 상기 다수의 발광 다이오드(350)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판(302)은 다수의 발광 다이오드 블록(300)을 전기적으로 연결하거나 외부전원을 인가받기 위한 연결부(360), 예를 들어 커넥터를 포함할 수 있으며, 상기 커넥터와 발광 다이오드(350)는 기판(302)에 형성된 배선에 의해 연결될 수 있다.
상기 발광 다이오드(350)는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원으로서, p-n 접합구조를 가지는 화합물 반도체 적층구조로서 소수 캐리어(전자 또는 정공)들의 재결합에 의하여 발광되는 현상을 이용한 발광칩과, 상기 발광칩을 실장하기 위한 베이스 부재와, 상기 발광칩에 외부 전원을 인가하기 위한 외부전원 입력부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드(350)는 도 2에 도시된 바와 같이 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광 다이오드(310, 320, 330)를 포함하는 제 1 군의 발광 다이오드와, 백색(W) 발광 다이오드(340)를 포함하는 제 2 군의 발광 다이오드를 하나의 클러스터(Cluster, A)로 하여 백색을 구현한다. 즉, 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드(310, 320, 330)의 조합으로 백색을 구현하고, 여기에 하나의 백색 발광 다이오드(340)를 더하여 휘도를 보상한다. 이때, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 로컬 디밍 방식으로 구동하므로 상기 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드(310, 320, 330, 340)는 개별 구동될 수 있다. 즉, 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드(310, 320, 330, 340)는 개별 구동에 의해 각각 휘도를 달리 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 상기 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드(310, 320, 330)는 색재현성을 높이는 효과가 있으며, 상기 백색 발광 다이오드(340)는 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드(310, 320, 330)만으로는 부족한 휘도를 보상하고 휘도를 조절하는 기능을 한다.
상기 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드(310, 320, 330, 340)는 서로 근 접하게 배치되어 색이 혼합될 수 있도록 하는 것이 효과적이며, 그 배치 형태는 평면도를 기준으로 다이아몬드 형태 또는 직사각 형태가 되는 것이 바람직하다. 물론, 이러한 배치 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드(310, 320, 330, 340)에서 방출된 광이 적절히 혼합될 수 있도록 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드(310, 320, 330, 340)를 최대한 근접하게 배치한다면 그 배치 형태는 다양하게 실시될 수 있다.
이때, 상기 백색 발광 다이오드(340)는 청색 발광칩과 황색 형광체를 이용해 백색을 구현할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 적색 발광칩과, 청색 발광칩과 녹색 형광체를 이용하여 백색을 구현할 수도 있다.
또한, 상기 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드(310, 320, 330, 340)는 도 3에 도시된 바와 같이 각각이 적색, 녹색, 청색, 백색 발광칩(312, 322, 332, 342)과 이를 패키징하기 위한 베이스부재(314, 324, 334, 344)와 적색, 녹색, 청색, 백색 발광칩(312, 322, 332, 342)에 외부 전원을 인가하기 위한 외부전원 입력부재(316, 326, 336, 346)를 포함하는 단일 패키지일 수 있다. 상기 단일 패키지인 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드(310, 320, 330, 340)를 근접 배치하여 클러스터를 구성할 수 있다.
하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4에 도시된 바와 같이 단일 패키지 내에 적색, 녹색, 청색 발광칩(312, 322, 332)을 구비한 발광 다이오드와, 단일 패키지인 백색 발광 다이오드(342) 즉, 두 개의 단일 패키지를 근접 배치하여 클러스터를 구성할 수도 있다. 물론, 도 5에 도시된 바와 같이 단일 패키지 내에 적색, 녹색, 청색, 백색 발광칩(312, 322, 332, 342)을 구비한 단일 패키지로 클러스터를 구성할 수도 있다. 이때, 상기 적색, 녹색, 청색, 백색 발광칩(312, 322, 332, 342) 역시 단일 패키지 내에서 평면도를 기준으로 다이아몬드 형태 또는 직사각 형태로 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제어부를 나타낸 블록도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 휘도 조절을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제어부는 도 6에 도시된 바와 같이 액정 표시 패널(미도시)에 신호를 인가하는 신호 제어부(미도시)로부터 인가된 영상 신호(R',G',B',W' DATA)의 휘도 특성을 분석하여 이를 기초를 하여 휘도 제어 신호(S1)를 출력하는 휘도 제어부(BC)와, 상기 영상 신호(R',G',B',W' DATA)의 색상 특성을 분석하여 이를 기초로 하여 색상 제어 신호(S2)를 출력하는 색상 제어부(CC) 및 상기 휘도 제어 신호(S1) 및 상기 색상 제어 신호(S2)를 수신하고, 이를 기초로 하여 전원부(미도시)로부터 인가된 기준 전압 신호(V2)를 변조함으로써, 영상 신호(R',G',B',W' DATA)의 휘도 정보 및 색상 정보를 포함하는 디밍 제어 신호(S3)를 출력하는 디밍 제어부(DC)를 포함한다.
여기서, 휘도 제어 신호(S1)는 영상 신호(R',G',B',W' DATA)의 휘도 값을 디지털 신호로 표현한 것이고, 색상 제어 신호(S2)는 영상 신호(R',G',B',W' DATA)의 색상 값을 디지털 신호로 표현한 것이다. 이러한 디지털 신호는 2 비트(bit), 4 비트, 6 비트, 8 비트, 12 비트 등 원하는 목적에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
이때, 상기 휘도 제어 신호(S1)는 주로 백색 영상 신호(W' DATA)를 인가하여 충분한 휘도를 확보한다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 영상신호의 밝기 분포에서 밝은 부분과 어두운 부분의 경계면의 단계별 밝기를 조절할 경우 백색 발광 다이오드의 휘도만을 조절하여 클러스터의 휘도를 조절할 수 있다. 물론, 원색 표현을 위해 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드만으로도 휘도를 충분히 확보할 수 있는 경우 상기 백색 발광 다이오드는 오프시켜 전력소비를 최소화할 수 있다.
종래 기술에 따른 백라이트 유닛은 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드만으로 구성될 경우 색상 디밍을 하기 위해서는 3색의 발광 다이오드에 개별적으로 계조 신호를 인가해야 되므로 구동회로가 복잡해질 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드에 백색 발광 다이오드를 추가한 본 발명은 백색 발광 다이오드에 인가되는 신호에 계조 신호를 인가하여 이러한 색상 디밍을 쉽게 구현할 수 있다.
다음은 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 이용한 액정 표시 장치에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술할 내용 중 전술한 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 개략 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 도 8에 도시된 바와 같이, 액정 표시 패 널(2200)과, 발광 다이오드 블록(300)과 상기 발광 다이오드 블록(300)의 상부에 구비된 광학 시트(500)와 상기 발광 다이오드 블록(300)과 광학 시트(500)를 수납하기 위한 하부 수납부재(400)를 포함하는 백라이트 유닛(1000)과, 상기 백라이트 유닛(1000)을 수납하기 위한 몰드 프레임(2000)을 포함한다. 이때, 상기 액정 표시 패널(2200) 상부의 소정 영역 및 측부를 감싸기 위한 상부 수납부재(2400)와, 백라이트 유닛(1000)을 수납하기 위한 하부 수납부재(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 액정 표시 패널(2200)은 박막 트랜지스터 기판(2220)과, 박막 트랜지스터 기판(2220)에 접속된 데이터측 및 게이트측 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP)(2260a, 2280a)와, 데이터측 및 게이트측 테이프 캐리어 패키지(2260a, 2280a)에 각기 접속된 데이터측 및 게이트측 인쇄 회로 기판(2260b, 2280b)과, 박막 트랜지스터 기판(2220)에 대응하는 컬러 필터 기판(2240)과, 박막 트랜지스터 기판(2220)과 컬러 필터 기판(2240) 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함한다. 또한, 컬러 필터 기판(2240) 상부와 박막 트랜지스터 기판(2220) 하부에 각기 대응되어 형성된 편광판(미도시)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 컬러 필터 기판(2240)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러 필터 기판(2240)의 전면에는 투명 전도성박막인 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등의 투명한 도전체로 이루어진 공통 전극(미도시)이 형성되어 있다.
상기 박막 트랜지스터 기판(2220)은 매트릭스 형태로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 화소 전극이 형성되어 있는 투명한 유리 기판이다. 박막 트랜지스터들의 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질인 투명전극으로 이루어진 화소 전극(미도시)이 연결된다. 데이터 라인 및 게이트 라인에 전기적 신호를 입력하면 각각의 박막 트랜지스터가 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)되어 드레인 단자로 화소 형성에 필요한 전기적 신호가 인가된다. 이때, 상기 액정 표시 패널에 신호를 인가하기 위한 신호 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛(1000)은 광을 발생시키는 발광 다이오드 블록(300)과, 상기 발광 다이오드 블록(300)의 상부에 구비되어 상기 발광 다이오드 블록(300)에서 방출된 광의 품질을 개선하고 효율을 높이기 위한 광학 시트(500)를 포함한다. 이때, 상기 발광 다이오드 블록(300)과 광학 시트(500)를 수납하기 위한 하부 수납부재(400)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드 블록(300)을 구동하기 위한 백라이트 유닛의 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 블록(300)은 기판과, 상기 기판 상에 장착된 발광 다이오드를 포함한다. 이때, 상기 기판 상에 형성되며 발광 다이오드에서 기판으로 출사된 광을 기판의 상부로 반사시키기 위한 반사막을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원으로서, p-n 접합구조를 가지는 화합물 반도체 적층구조로서 소수 캐리어(전자 또는 정공)들의 재결합에 의하여 발광되는 현상을 이용한 발광칩과, 상기 발광칩을 실장하기 위한 베이스 부재와, 상기 발광칩에 외부 전원을 인가하기 위한 외부전원 입력 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광 다이오드와, 백색(W) 발광 다이오드를 하나의 클러스터(Cluster)로 하여 백색을 구현한다. 즉, 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드의 조합으로 백색을 구현하고, 여기에 하나의 백색 발광 다이오드를 더하여 휘도를 보상한다. 이때, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 로컬 디밍 방식으로 구동하므로 상기 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드는 개별 구동될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 클러스터가 매트릭스 배열되며, 이와 같이 매트릭스 배열된 복수개의 클러스터를 상하방향으로 순차 구동함과 동시에 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드를 개별 구동하여 개별 구동 즉, 온-오프를 포함하는 휘도 조절을 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 상기 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드는 색재현성을 높이는 효과가 있으며, 상기 백색 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드만으로는 부족한 휘도를 보상하고 휘도를 조절하는 기능을 한다.
상기 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드는 서로 근접하게 배치되어 색이 혼합될 수 있도록 하는 것이 효과적이며, 그 배치 형태는 평면도를 기준으로 다이아몬드 형태 또는 직사각 형태가 되는 것이 바람직하다. 물론, 이러한 배치 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드에서 방출된 광이 적절히 혼합될 수 있도록 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드를 최대한 근접하게 배치한다면 그 배치 형태는 다양하게 실시될 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드에 백색 발광 다이오드를 추가하고 이를 로컬 디밍 방식으로 구동하여 종래 기술과 대비하여 소비전력과 제조비용의 증가 없이 휘도 보상을 쉽게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 백색 발광 다이오드를 이용해 휘도를 조절하여 색상 계조를 손쉽게 구현할 수 있다.
한편, 상기 광학 시트(500)는 상기 다수의 발광 다이오드 블록(300)에서 방출된 광의 품질을 개선하고 효율을 높이기 위한 것으로서, 본 실시예에서는 확산 시트(510)와 프리즘 시트(520)를 포함할 수 있다.
상기 확산 시트(510)는 다수의 발광 다이오드 블록(300)의 상면에 위치하여 다수의 발광 다이오드 블록(300)에서 출사된 광을 균일하게 확산하여 프리즘 시트(520) 및 액정 표시 패널의 정면 방향으로 전달하여 시야각을 넓히고 휘점, 휘선, 얼룩 등의 확산을 경감시키기 위한 것으로서, 상기 다수의 발광 다이오드 블록(300)과 프리즘 시트(520) 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 확산 시트(510)는 폴리카보네이트(PC) 수지 또는 폴리에스테르(PET) 수지를 사용하여 제작할 수 있다.
상기 프리즘 시트(520)는 확산 시트(510)에서 출사된 광을 굴절, 집광시켜 휘도를 상승시켜 액정 표시 패널에 입사시키기 위한 것으로서, 이를 위해 상기 다수의 발광 다이오드 블록(300)의 상면 즉, 다수의 발광 다이오드 블록(300)과 액정 표시 패널 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 프리즘 시트(520)로는 띠 모양의 마이크로 프리즘(Micro-Prism)이 폴리에스테르(PET)와 같은 모재 상부에 형성된 것으로 수평, 수직 두 장을 하나의 세트로 하여 사용할 수 있다.
상기 몰드 프레임(2000)은 사각 프레임 형상으로 형성되고, 평면부와 그로부터 직각으로 절곡된 측벽부를 포함한다. 상기 평면부 상에는 액정 표시 패널(2200)이 안착될 수 있도록 안착부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 안착부는 액정 표시 패널(2200)의 가장자리 측면과 각각 접촉하여 이를 정렬 위치시키는 고정 돌기를 이용할 수도 있고, 소정의 계단형 단턱면을 이용하여 형성될 수 있다. 몰드 프레임(2000)에는 액정 표시 패널(2200)과 광학 시트(500)가 위치 고정되는 것이 효과적이다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드에 백색 발광 다이오드를 추가하고 이를 로컬 디밍 방식으로 구동하여 종래 기술과 대비하여 소비전력과 제조비용의 증가 없이 휘도 보상을 쉽게 할 수 있는 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 백색 발광 다이오드를 이용해 휘도를 조절하여 색상 계조를 손쉽게 구현할 수 있는 백라이트 유닛과 이를 포함한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 마련되며 복수개의 발광 다이오드를 포함하는 클러스터를 포함하고,
    상기 클러스터는 혼합색을 발광하기 위한 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드를 구비한 제 1 군의 발광 다이오드와,
    상기 제 1 군의 발광 다이오드의 휘도를 보상하기 위한 백색 발광 다이오드를 구비한 제 2 군의 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 군의 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 발광칩을 구비한 단일 패키지를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 2 군의 발광 다이오드는 청색 발광칩과 황색 형광체를 포함하거나, 적색 발광칩과 청색 발광칩과 녹색 형광체를 포함하여 백색을 구현하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러스터는 적색, 녹색, 청색, 백색 발광칩을 구비한 단일 패키지를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 적색, 녹색, 청색, 백색 발광 다이오드는 다이아몬드 형태 또는 직사각 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러스터는 복수개이며,
    상기 복수개의 클러스터를 개별 구동하기 위한 백라이트 유닛 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 백라이트 유닛 제어부는,
    휘도 제어 신호를 출력하는 휘도 제어부와,
    색상 제어 신호를 출력하는 색상 제어부와,
    상기 휘도 제어부와 색상 제어부의 신호를 수신하며 전원부로부터 인가된 기준 전압 신호를 변조하여 디밍 제어 신호를 출력하는 디밍 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 군의 발광 다이오드는 휘도 제어부와 색상 제어부의 신호를 인가받아 개별 작동하며,
    상기 제 2 군의 발광 다이오드는 휘도 제어부의 신호를 인가 받아 개별 작동하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 기판과 상기 기판 상에 마련되며 복수개의 발광 다이오드를 포함하는 클러스터를 포함하고 상기 클러스터는 혼합색을 발광하기 위한 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드를 구비한 제 1 군의 발광 다이오드와 상기 제 1 군의 발광 다이오드의 휘도를 보상하기 위한 백색 발광 다이오드를 구비한 제 2 군의 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛과,
    상기 백라이트 유닛에서 광을 공급받아 화상을 표시하는 액정 표시 패널과,
    상기 액정 표시 패널에 신호를 인가하기 위한 신호 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수개의 클러스터를 개별 구동하며,
    상기 액정 표시 패널에 신호를 인가하는 신호 제어부로부터 영상 신호를 인가 받아 휘도 제어 신호를 출력하는 휘도 제어부 및 색상 제어 신호를 출력하는 색상 제어부와,
    상기 휘도 제어부와 색상 제어부의 신호를 수신하며 전원부로부터 인가된 기준 전압 신호를 변조하여 디밍 제어 신호를 출력하는 디밍 제어부를 포함하는 백라이트 유닛 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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