(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に分離されて各々ブロックを形成する複数の導光板と、
前記複数の導光板の側部にそれぞれ配置された複数のＬＥＤと、を備え、
それぞれの導光板の一端にはＬＥＤを収めるための切断部が設けられ、
それぞれの前記ＬＥＤは、隣り合う他ブロックの前記導光板に光を入光させ、
前記複数のＬＥＤはブロック別に部分駆動され、
前記複数の導光板に対応する分割領域ごとに、前記分割領域に表示される画像に応じて輝度が調節され、
前記ブロックはインパルシブ方式で駆動される、ことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
それぞれの前記導光板は、前記切断部以外の領域の厚みが均一であることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記複数のＬＥＤは、前記分割領域に表示される画像のグレーレベルのピーク値に応じて輝度が調節されることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記切断部は、傾斜面、丸い面または角のいずれかを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記複数の導光板の側部に配置された回路基板をさらに備え、
前記複数のＬＥＤは、前記回路基板に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記回路基板が、前記複数の導光板に亘って配置されることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記複数の導光板が、マトリクスに配列されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記複数の導光板は、四角形、三角形または六角形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のバックライトユニットを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液晶表示装置を有することを特徴とするテレビ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤと導光板を用いた液晶表示装置用のバックライトユニットに関するものであって、特に、高いコントラスト比を通じた鮮明な画質の具現が可能で、薄型化に有利な液晶表示装置用のバックライトユニットに関する。
【０００２】
最近、画像表示装置の薄型化、高性能化傾向により、テレビ、モニターなどに液晶表示装置が多く使われている。液晶パネルは自ら光を出すことが出来ないため、液晶表示装置はバックライトユニット（以下、ＢＬＵとも称する）を必要とする。ＢＬＵの光源としては安価で組み立て易い冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）が使用されてきた。しかし、ＣＣＦＬを用いたＢＬＵはローカルディミングやインパルシブ方式の部分駆動を具現することが困難で、水銀による環境汚染、遅い応答速度などの短所を有している。これを克服すべく、ＣＣＦＬに代えてＬＥＤがＢＬＵ光源として提案された。
【０００３】
液晶表示装置の液晶パネルを複数の領域に分割して、各分割領域のグレーレベル値に応じて各分割領域別にＢＬＵ光源の輝度値を調整することが出来る。このようなＢＬＵ駆動方式をローカルディミングという。即ち、画面に明るく表示される部分に対応するＢＬＵ領域のＬＥＤが部分的に付けられ、その他の画面の部分に対応するＬＥＤは低い輝度で付けられたり、完全にオフ（ｏｆｆ）状態になることが出来る。 インパルシブ駆動方式は、ＢＬＵを液晶パネルと時間的に同期化させる駆動方式である。インパルシブ方式によると、ＢＬＵ基板上に上下に配列された多数光源領域が順次に点灯することになる。
【０００４】
一般的にＢＬＵは、直下型ＢＬＵ（直下方式）とエッジ型ＢＬＵ（サイド方式）に分けられる。エッジ型では、バー（ｂａｒ）形態の光源が液晶パネルの側部に位置し導光板を通じて液晶パネル側へ光を照射するのに対して、直下型では、液晶パネルの下に位置した面光源から液晶パネルを直接照光する。
【０００５】
図１は、ＬＥＤを用いた従来のエッジ型ＢＬＵの斜視図である。図１を参照すると、ＢＬＵ１０は導光板１１とその両側面に配置されたＬＥＤ光源部１５, １７と、導光板１１の下面に配置された反射板１９とを含む。ＬＥＤ光源部１５, １７は、ＰＣＢ基板１７と基板１７上に配列された複数のＬＥＤ１５からなっている。ＬＥＤ１５から導光板１１に入光された光は、導光板１１で内部全反射、散乱などを通じて液晶パネルに伝達される。このようなエッジ型ＢＬＵ１０は、比較的小さい厚さで製作できるという長所を有しているが、ローカルディミングなどの部分駆動方式に適していない。
【０００６】
図２は、ＬＥＤを用いた従来の直下型ＢＬＵの斜視図である。図２を参照すると、ＢＬＵ２０はＰＣＢ基板２１と、その上に配列された多数のＬＥＤ２３を含む。液晶パネル（未図示）とＬＥＤ２３との間には光散乱のための拡散板２５が配置されている。ＬＥＤ２３は、液晶パネルの全面へ光を直接照光する。このような直下型ＢＬＵ２０は、ローカルディミングなどの部分駆動方式を具現することが出来る。ローカルディミングに適用できる方式として、各々のＬＥＤ２３を制御して各ＬＥＤ２３をオン／オフさせる方法と、ＢＬＵを一定領域に分けて（例えば、Ａ１, Ａ２, Ａ３領域など）各領域別にＬＥＤを駆動させる方法がある。
【０００７】
しかし、各ＬＥＤ２３を個別的に駆動させる場合には、高い消費電力、高温による発熱構造のコスト、回路の複雑性などの問題が生じる。各領域別に駆動させる場合には、領域細分化の困難さとＢＬＵの厚さＨによりローカルディミングの効果が相対的に衰える。特に、光の均一性確保のため十分の厚さＨを確保すべきであるため、ＢＬＵの薄型化（さらに液晶表示装置の薄型化）に不利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の従来技術の問題を解決するためのものであって、その目的は、ローカルディミング、インパルシブなどの部分駆動方式を容易に具現することができ、製品の薄型化に有利な高品質バックライトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の技術的課題を達成すべく、相互に分離された複数の導光板と、複数の導光板の側部にそれぞれ配置された複数のＬＥＤと、を備え、
それぞれの導光板の一端にはＬＥＤを収めるための切断部が設けられ、それぞれの前記ＬＥＤは、隣り合う他ブロックの前記導光板に光を入光させ、
前記複数のＬＥＤはブロック別に部分駆動され、  前記複数の導光板に対応する分割領域ごとに、前記分割領域に表示される画像に応じて輝度が調節され、  前記ブロックはインパルシブ方式で駆動される、ことを特徴とするバックライトユニットを提供する。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態によるバックライトユニットにおいては、
それぞれの前記導光板は、前記切断部以外の領域の厚みが均一である。
前記複数のＬＥＤは、前記分割領域に表示される画像のグレーレベルのピーク値に応じて輝度が調節される。
前記切断部は、傾斜面、丸い面または角のいずれかを有する。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によるバックライトユニットにおいては、
前記複数の導光板の側部に配置された回路基板をさらに備え、前記複数のＬＥＤは、前記回路基板に配置される。
前記回路基板が、前記複数の導光板に亘って配置される。
前記複数の導光板が、マトリクスに配列される。
前記複数の導光板は、四角形、三角形または六角形のいずれかの形状である。
【００１２】
本発明の実施形態によるバックライトユニットにおいては、上記複数のＬＥＤはローカルディミング方式で駆動されることが出来る。この場合、該バックライトユニットを有する液晶パネルは複数の分割領域を有し、上記複数のＬＥＤの輝度は、上記各分割領域のグレーレベルのピーク値に応じて上記導光板のブロック別に調節されることが出来る。
【００１３】
本発明の実施形態によるとバックライトユニットにおいて、上記複数のＬＥＤはインパルシブ方式で駆動される。この場合、上記導光板のブロックは上記液晶パネルの分割領域と時間的に同期化され順次に点灯されることが出来る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、高鮮明、高画質、高コントラスト比の画面具現が容易で、効果的な部分駆動が可能である。また、部分駆動可能なＢＬＵの厚さを小さくすることが容易であるため、液晶表示装置の薄型化及び高品質化に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照に本発明の実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明の実施形態は、様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限られるのではない。本発明の実施形態は、当業界において平均的な知識を有している者に本発明をより完全に説明するため提供される。従って、図面において要素の形状及び大きさ等はより明確な説明のために誇張されることができ、図面上の同一符号で表示される要素は同一要素である。
【００１６】
図３は、本発明の一実施形態によるＢＬＵにおいて、導光板とＬＥＤの配置を示した平面図で、図４は、図３のＸＸ’ラインに沿って切った断面図である。
【００１７】
図３及び図４を参照すると、ＢＬＵは相互分離された多数の導光板（１０１：１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ）を含む。各々の導光板はブロックを形成し、導光板の側部には該当ブロックを照らす複数のＬＥＤ１５０が配置されている。即ち、一ブロックを形成する導光板１０１ａの側部には、その導光板１０１ａに光を入光させるＬＥＤ１５０ａが配置される。他のブロックを形成する導光板１０１ｂの側部には、その導光板１０１ｂに光を入光させるＬＥＤ１５０ｂが配置される。さらに他のブロックを形成する導光板１０１ｃの側部には、その導光板１０１ｃに光を入光させるＬＥＤ１５０ｃが配置される。このような導光板とＬＥＤの組み合わせが多数個配列され全体ＢＬＵを形成することが出来る。
【００１８】
図３及び図４に図示されたとおり、少なくとも一部ＬＥＤ１５０ａ，１５０ｂは、隣り合うブロック同士の境界部に配置されている。例えば、複数のＬＥＤ１５０ａは、隣り合う導光板１０１ａ, １０１ｂの間に配置されている。また、最外郭に位置したＬＥＤ１５０ｃを除いては、一ブロックの導光板（例えば、１０１ａ）に光を入光させるＬＥＤ１５０ａは、隣り合う他ブロックの導光板１０１ｂと重畳されている。例えば、ＬＥＤ１５０ａは導光板１０１ｂと重畳され、その導光板１０１ｂの下に配置されている。このように、一ブロックのＬＥＤと隣の他ブロックの導光板とを重畳させることにより、隣り合う導光板同士の間隔を減らすことができ、これによって、導光板の間の隙間をできるだけ縮めることが出来る。これは液晶パネルに向かう光の均一性の確保に役立つ。
【００１９】
図４の断面図に図示されたとおり、一ブロックのＬＥＤ（例えば、１５０ａ）と隣り合う他ブロックの導光板１０１ｂを容易に重畳させるため、上記他ブロックの導光板１０１ｂの一側（ＬＥＤ１５０ａと隣接する一側）にＬＥＤ１５０ａを収めるための切断部が備えられている。図５はこのような切断部の様々な実施例を表している。
【００２０】
図５（ａ）に図示されたとおり、ＬＥＤ１５０に隣接した導光板１０１の一側端には傾斜面を有する切断部が備えられている。ここで、導光板１０１は、ＬＥＤ１５０の該当ブロック（ＬＥＤ１５０が入光させるブロック）に隣り合う導光板であることに注意されたい。このような切断部を通じてＬＥＤ１５０は導光板１０１の上記一側の下部に収められることができ、ＬＥＤ１５０の両側にある導光板同士のギャップをできるだけ縮めることが出来る。他の実施形態として、図５（ｂ）に図示されたとおり、ＬＥＤ２５０に隣接した導光板２０１の一側端には丸い面を有する切断部が備えられることが出来る。また図５（ｃ）に図示されたとおり、ＬＥＤ３５０に隣接した導光板３０１の一側端には角の面を有する切断部が備えられることも出来る。
【００２１】
各ブロックの導光板に光を入光させるＬＥＤは、例えば、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを含むことが出来る。一つのブロックに対して複数個の青色、緑色及び赤色ＬＥＤが配置されることが出来る。青色、緑色及び赤色ＬＥＤから放出された青、緑及び赤色光は相互混色され、優れた色再現性を有する白色光を作ることが出来る。これとは異なって、白色ＬＥＤ（例えば、青色ＬＥＤチップに黄色蛍光体を用いた白色ＬＥＤ）を各ブロックの導光板の側部に配置させることも出来る。一つのブロックに対して複数個の白色ＬＥＤを配置することが出来る。さらに他の例として、各ブロックの側部に青色、緑色、赤色及び白色ＬＥＤを全て配置させることも出来る。
【００２２】
複数の導光板１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの側部に配置された上記複数のＬＥＤは、ブロック別に部分駆動されることが出来る。例えば、一ブロックの導光板１０１ｂの側部に配置されたＬＥＤ１５０ｂが点灯された状態にある間、他のブロックの導光板１０１ａ，１０１ｃの側部に配置されたＬＥＤ１５０ａ，１５０ｃは消灯された状態にあることが出来る。また、ブロック別に異なる輝度で点灯されることも出来る。本発明によると、ブロック別に導光板とＬＥＤが配置されているため、部分駆動を具現することが非常に容易である。
【００２３】
さらに、従来の直下型ＢＬＵ（図２参照）のようにＢＬＵの厚さを厚くする必要がないため（即ち、本発明では導光板を用いて液晶パネルに光を伝達する）、部分駆動が可能でありつつ厚さを薄くすることが出来る。これによって、部分駆動による効果（例えば、ローカルディミング方式によるコントラスト比の増加、鮮やかな画質の具現など）を十分得ることができ、製品を薄型化させるにも有利である。
【００２４】
図６は、本発明の一実施形態によるＢＬＵの一部を示した部分平面図である。図６を参照すると、ＢＬＵ１００は相互分離された複数の導光板（１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃなど）を備え、各々の導光板は一種の単位面光源ブロックを形成する。各導光板１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの側部には、該当ブロックの導光板に光を入光させる複数のＬＥＤ（１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃなど）が配置されている。また、複数のＬＥＤ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃはバー形態の印刷回路基板１６０上に実装又は配列されている。特に、各々のバー形態の印刷回路基板は複数個のブロックに亘って配置されることにより、各々の印刷回路基板は一連のブロックを担当することが出来る。
【００２５】
図７は、図６のＢＬＵを全体的に示した平面図である。図７に図示されたとおり、複数の導光板１０１がマトリクス形態で配列されている。マトリクスを成す導光板１０１の合計と導光板１０１一つの面積は、必要に応じて様々に変えることが出来る。導光板の形状は、図示されたような四角形に限られるのでなく、例えば、三角形、六角形の導光板も可能である。各ブロック（各ブロックの導光板）から出る光は液晶パネルを照らすことになる。導光板を用いて液晶パネルを照光するため、直下型ＢＬＵでは要される拡散板（図２の図面符号２５参照）は不要となる。
【００２６】
上記ＢＬＵは、ＢＬＵの構造と動作の面で様々な利点を提供する。最初に、多数のブロックに分割された導光板部材を使用することにより、各ブロック別に部分駆動させることが容易である。バー形態の印刷回路基板１６０は各ブロック別にＬＥＤ１５０に電源を供給することにより、ＬＥＤはブロック別に駆動することになる。これによって、ブロック毎に異なる輝度で光を出すことが可能となる。
【００２７】
次に、部分駆動可能なＢＬＵとして薄型化に有利である。従来のローカルディミング方式で駆動されるＢＬＵは、直下型ＢＬＵであるためＢＬＵの薄型化に不利である。しかし、本発明のＢＬＵは複数のブロックに分割された導光板を用いることにより、部分駆動可能なＢＬＵの薄型化を容易に実現させることが出来る。さらに、直下型ＢＬＵから要される拡散板も不要となる。
【００２８】
三番目に、複数のブロックに分割された導光板を用いることにより、各ブロックの光量分布を明確に区分させることが出来る。従来の部分駆動される直下型ＢＬＵ（図２参照）では、特定光源領域（例えば、Ａ２）から発生した光が隣の他の光源領域Ａ１にまで影響するため、光量分布が各光源領域別に明確に区分することが困難である。しかし、本発明では完全に分離された導光板を使用するため、各ブロックの光量分布を明確に限定又は区分させることが出来る。
【００２９】
上記ＢＬＵは、特にローカルディミング駆動方式を効果的に支援することが出来る。この場合、液晶パネルは複数の分割領域を有し、上記複数のＬＥＤの輝度は、上記各分割領域のグレーレベルのピーク値に応じて上記ブロック別に調節されることが出来る。これによって、画面に明るく表示される部分に該当するブロックは相対的に高い輝度で光を出し、他のブロックは低い輝度で光を出したり完全にオフになる。このようなローカルディミング駆動方式によると、明るい部分はさらに明るく、暗い部分はさらに暗くなり画面のコントラスト比を増大させることができ、より立体感のある映像を具現することが出来る。例えば、爆発シーンを画面に表す時、爆発部分に対応するブロックのＬＥＤを高い輝度で点灯し、他の部分に対応するブロックのＬＥＤを低い輝度で点灯したりオフさせることにより、生き生きとした爆発シーンを具現することが出来る。
【００３０】
さらに、上記ＢＬＵはインパルシブ方式で駆動されることが出来る。この場合、上記ＢＬＵのブロックは上記液晶パネルと時間的に同期化され順次に点灯されることが出来る。このようなインパルシブ方式を適用することにより、鮮やかな画質具現に役立ち、不要なＬＥＤ点灯時間を減らすことが出来る。他にも、上記ＢＬＵはカラーフィルタ無しで色相を具現することが出来るＣＦＬ（ｃｏｌｏｒ  ｆｉｌｅｒｌｅｓｓ）駆動方式を支援することが出来る。
【００３１】
上記実施形態では、複数の導光板がマトリクス形態で配列されているが、本発明はこれに限定されず、様々な方式で導光板が配列されることが出来る。また、各々の導光板の形状も四角形のみに限定されない。各々の導光板は、例えば、三角形又は六角形などの様々な形態の多角形を有することが出来る。また、各導光板の‘一’側部のみＬＥＤが配置される必要は無い。例えば、各導光板の一側部のみならず上記一側部と接する他側部にもＬＥＤが配置されることも出来る。
【００３２】
本発明は、上述の実施形態及び添付の図面により限定されず、添付の請求範囲により限定される。従って、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で様々な形態の置換、変形及び変更が出来るということは当技術分野の通常の知識を有している者には自明である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のエッジ型バックライトユニットの斜視図である。
【図２】従来の直下型バックライトユニットの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるバックライトユニットにおいて、導光板とＬＥＤの配置を示した平面図である。
【図４】図３のＸＸ’ラインに沿って切った断面図である。
【図５】様々な実施形態によるバックライトユニットの断面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるバックライトユニットの一部を示した部分平面図である。
【図７】図６のバックライトユニットを全体的に示した平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００  バックライトユニット
１０１, ２０１, ３０１  導光板
１５０, ２５０, ３５０  ＬＥＤ
１６０  印刷回路基板（ＰＣＢ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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