KR100315031B1 - Polarization conversion optical system of backlight unit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 백 라이트 유니트의 편광 변환 광학 시스템을 개시한다. 개시된 본 발명은, 백 라이트의 램프(1)와 도광판(2) 사이에 종파와 횡파가 혼합된 무편광빔을 집광하는 집광 렌즈(20)가 배치된다. 집광 렌즈(20)는 종단면이 반타원 형상으로서, 이 반타원 형상이 상하로 적층된 구조이며, 전면인 그의 곡률부가 램프(1)를 향하게 배치된다. 도광판(2)에 인접한 집광 렌즈(20)의 후면에는 편광 프리즘(30)이 부착된다. 편광 프리즘(30)은 종단면이 직각이등변 삼각형으로서, 2개가 하나로 합쳐져서 정사각형의 종단면 형상을 이루고, 이 정사각형 구조가 상하로 적층된 구조이다. 각 편광 프리즘(30)의 사계면(斜界面), 즉 직각이등변 삼각형의 각 빗변이 접촉되는 계면에 무편광빔중 종파는 투과시키고 횡파는 하부로 반사하는 편광 분리막(40)이 코팅된다. 각 편광 프리즘(30)의 횡계면(橫界面)에는 편광 분리막(40)에서 반사된 횡파의 위상을 90。로 반전시켜 종파로 변환하는 위상 반전층(50)이 코팅된다. 위상 반전층(50)에 의해 반전된 종파는 다른 편광 분리막(40) 에서 수평 방향으로 반사되어 도광판(2)으로 입사된다.The present invention discloses a polarization conversion optical system of a backlight unit. In the disclosed invention, a condensing lens 20 is disposed between the lamp 1 of the backlight and the light guide plate 2 to condense the unpolarized beam in which the longitudinal wave and the transverse wave are mixed. The condensing lens 20 has a semi-elliptical longitudinal cross section, and has a structure in which the semi-elliptic shapes are stacked up and down, and its curvature, which is the entire surface thereof, is disposed toward the lamp 1. The polarizing prism 30 is attached to the rear surface of the condenser lens 20 adjacent to the light guide plate 2. The polarizing prism 30 is a right-sided isosceles triangle, the two of which merge into one to form a square longitudinal cross-sectional shape, and the square structure is stacked up and down. The polarization separator 40 is coated on the four-interface of each polarizing prism 30, that is, the interface where each hypotenuse of the rectangular isosceles triangle is in contact with the longitudinal wave of the unpolarized beam, and the transverse wave is reflected downward. On the transverse interface of each polarizing prism 30 is coated a phase inversion layer 50 which inverts the phase of the transverse wave reflected by the polarization separation film 40 to 90 ° and converts it into a longitudinal wave. The longitudinal wave inverted by the phase inversion layer 50 is reflected in the horizontal direction by the other polarization separation film 40 and is incident on the light guide plate 2.
Description
본 발명은 액정표시소자용 백 라이트 유니트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 백라이트의 광원으로부터 방사된 빛을 편광 변환시키기 위한 편광 변환 광학 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight unit for a liquid crystal display device, and more particularly, to a polarization conversion optical system for polarizing conversion of light emitted from a light source of a backlight.
액정표시소자는 화상 표시 기구의 하나로써, 다른 화상 표시 기구인 씨알티(CRT)에 비해 경박단소형화 및 저소비전력을 실현할 수 있다는 장점이 있다. 이와 같은 액정표시소자는 씨알티와는 달리 스스로 빛을 내는 소자가 아니기 때문에 액정 화면 외에 광원을 필요로 하게 된다.The liquid crystal display device is one of the image display mechanisms, and has advantages in that the thin and small size and the low power consumption can be realized as compared with other image display mechanisms, CRT. Unlike LCD, since the LCD does not emit light by itself, it requires a light source in addition to the LCD screen.
이러한 액정표시소자의 광원으로는 현재 형광램프(CCLF 또는 HCFL)가 사용되고 있으며, 상기 램프의 설치 위치에 따라 직하식 백 라이트 유니트와 에지-라이트식 백 라이트 유니트로 구분된다. 직하식 백 라이트 유니트는 형광램프에서 발생된 빛을 확산판을 이용하여 균일화시킨 후에 이 빛을 액정패널에 입사시키는 구조이며, 에지-라이트식 백 라이트 유니트는 형광램프의 빛을 도광판을 통해 액정패널에 입사시키는 구조로 되어 있다.Fluorescent lamps (CCLF or HCFL) are currently used as light sources of such liquid crystal display devices, and are classified into direct backlight units and edge-lit backlight units according to the installation positions of the lamps. The direct backlight unit has a structure in which the light generated from the fluorescent lamp is uniformized using a diffuser plate and then incident on the liquid crystal panel. The edge-lit backlight unit uses the light guide plate to direct the light of the fluorescent lamp through the light guide plate. The structure is made to enter.
상기 에지-라이트식 백 라이트 유니트의 전형적인 한 예를 도 1을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.A typical example of the edge-lit backlight unit will be described below with reference to FIG. 1.
광원인 형광 램프(1)의 측면에 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판(2)이 부착,설치되어 있다. 형광 램프(1)는 램프 반사체(미도시)로 둘러싸여 있어서, 형광 램프(1)에서 발해진 빛은 직접, 또는 램프 반사체에 반사되어 도광판(2)으로 입사된다.The light guide plate 2 which scatters light and makes it uniform is attached to the side surface of the fluorescent lamp 1 which is a light source. The fluorescent lamp 1 is surrounded by a lamp reflector (not shown), so that the light emitted from the fluorescent lamp 1 is directly or reflected by the lamp reflector and is incident on the light guide plate 2.
도광판(2)의 상면에는 확산판(4)이 배치되어 있으며, 하면에는 반사판(3)이 배치되어 있다. 확산판(4)은 액정 패널(10)로 입사되는 빛의 균일도를 높여 주기 위한 것이고, 반사판(3)은 형광 램프(1)에서 발생된 빛의 외부 누출, 즉 도광판(2)의 하부로 빛이 누출되는 것을 방지하기 위한 것이다.A diffuser plate 4 is disposed on the upper surface of the light guide plate 2, and a reflector plate 3 is disposed on the lower surface of the light guide plate 2. The diffuser plate 4 is used to increase the uniformity of light incident on the liquid crystal panel 10, and the reflector plate 3 emits light to the outside of the light emitted from the fluorescent lamp 1, that is, to the lower part of the light guide plate 2. This is to prevent leakage.
또한, 확산판(4)의 상부에는 빛의 진행 경로를 전환시키고, 그 휘도를 도출하기 위한 한 쌍의 프리즘 상하판(6,5)이 배치되어 있다. 정전기 방지를 위한 ITO 전극판(7)이 프리즘 상판(6)상에 배치되어 있고, 프리즘판(5,6)의 형상 보호를 위해, ITO 전극판(7)상에 보호판(8)이 배치되어 있다.In addition, a pair of prism upper and lower plates 6 and 5 is arranged above the diffusion plate 4 to switch the light propagation path and to derive the brightness. An ITO electrode plate 7 for preventing static electricity is disposed on the prism top plate 6, and a protective plate 8 is disposed on the ITO electrode plate 7 to protect the shape of the prism plates 5 and 6. have.
액정 패널(10)은 보호판(8)의 상부에 소정 거리를 두고 이격 배치되며. 이 액정 패널(10)의 외측에는 편광판(9)과 검광판(11)이 각각 부착되어 있다.The liquid crystal panel 10 is spaced apart from the protective plate 8 at a predetermined distance. On the outer side of this liquid crystal panel 10, the polarizing plate 9 and the detection plate 11 are respectively attached.
이와 같이 구성된 백 라이트 유니트에 있어서, 형광 램프(1)에서 방사된 빛이 직접, 또는 램프 반사체(도시안됨)에 의해 반사되어 도광판(2)으로 입사되고, 이어서, 도광판(2)으로 입사된 빛은 확산판(4)과 프리즘판(5,6)을 투과하여 액정 패널(10)로 입사된다.In the backlight unit configured as described above, light emitted from the fluorescent lamp 1 is directly or reflected by a lamp reflector (not shown) to be incident on the light guide plate 2, and then light incident on the light guide plate 2. The silver penetrates through the diffusion plate 4 and the prism plates 5 and 6 and enters the liquid crystal panel 10.
보다 자세하게, 형광 램프(1)에서 나온 빛은 반사판(3)에 의해 외부로의 누출이 방지된 채, 도광판(2)으로 입사되어 고르게 산란되고, 이와 같이 산란된 빛은 확산판(4)에 의해 더욱 균일화된 후, 프리즘 상하판(5,6)을 통과하면서 일정각으로 진행 경로가 전환되며, 이어, 빛은 ITO 전극판(7)을 투과하여 보호판(8)을 지나 액정 패널(10)의 하부에 부착된 편광판(9)으로 입사된다.In more detail, the light emitted from the fluorescent lamp 1 is incident on the light guide plate 2 and evenly scattered while the leakage from the outside is prevented by the reflecting plate 3, and the scattered light is diffused to the diffuser plate 4. After further homogenizing, the traveling path is switched at a predetermined angle while passing through the prism upper and lower plates 5 and 6, and then light passes through the ITO electrode plate 7 and passes through the protective plate 8 to the liquid crystal panel 10. It is incident on the polarizing plate 9 attached to the lower part of the.
그런데, 편광판(9)으로 입사된 입사광은 P파와 S파가 모두 포함된 무편광빔이며, 입사광의 P파와 S파 중 어느 한 파만이 편광판(9)과 검광판(11)을 통과할 수가 있게 된다.Incidentally, the incident light incident on the polarizing plate 9 is an unpolarized beam including both P and S waves, and only one of the P and S waves of the incident light can pass through the polarizing plate 9 and the detector plate 11. do.
구체적인 예를 들어, 편광판(9)은 그의 편광축 방향이 S파 방향이고,검광판(11)은 반대로 P파 방향이다. 이에 따라, 액정 패널(10)이 '오프' 상태인 경우, 입사광의 P파는 편광판(9)을 투과하지 못하고 S파만이 투과되며, 투과된 S파는 액정에 의해 편광 방향이 90°로 전환되어서, 편광판(9)과 90°위상차가 나게 배치된 검광판(11)을 투과하게 된다. 즉, 입사광중 S파만이 편광판(9)과 검광판(11)을 투과할 수가 있게 된다.For example, the polarization axis direction of the polarizing plate 9 is in the S-wave direction, and the detector plate 11 is in the P-wave direction. Accordingly, when the liquid crystal panel 10 is in the 'off' state, the P wave of the incident light does not pass through the polarizing plate 9 but only the S wave is transmitted, and the transmitted S wave is converted to 90 ° by the liquid crystal, The polarizing plate 9 and the analyzer plate 11 arranged so as to have a 90 ° phase difference are transmitted through the polarizing plate 9. That is, only the S wave of the incident light can pass through the polarizing plate 9 and the detector plate 11.
반면, 액정 패널(10)이 '온' 상태인 경우, 편광판(9)을 투과한 입사광의 S파는 편광 방향이 90°로 전환되지 않고 그대로 액정을 투과하게 되므로, 검광판(11)을 투과할 수가 없게 된다. 따라서, 입사광은 완전히 차폐되어진다.On the other hand, when the liquid crystal panel 10 is in the 'on' state, the S-wave of incident light transmitted through the polarizing plate 9 is transmitted through the liquid crystal as it is without being polarized in the 90 ° direction, and thus may pass through the analyzer 11. You will not be able to. Thus, incident light is completely shielded.
이와 같이, 종래에는 입사광의 P파나 S파 중, 어느 하나만이 편광판(9)과 검광판(11)을 투과할 수가 있으므로, 광효율이 50% 이하가 된다. 따라서, 광 효율은 낮다. 또한, 원하는 화면의 밝기를 얻기 위해서는 2배 이상의 전력 소비가 필요하게 되는데, 소비 전력이 증가되면 형광 램프(1)에서 발해지는 열도 2배로 증가되기 때문에 도광판(2)과 반사판(3) 및 확산판(4) 등이 쉽게 열화되어 주름지는 현상이 발생되고, 결국, 화면 불량이 야기된다.As described above, since only one of the P waves and the S waves of the incident light can pass through the polarizing plate 9 and the detector plate 11, the light efficiency is 50% or less. Therefore, the light efficiency is low. In addition, in order to obtain the desired brightness of the screen, more than twice the power consumption is required. Since the heat emitted from the fluorescent lamp 1 is also doubled when the power consumption increases, the light guide plate 2, the reflecting plate 3, and the diffusion plate. (4) The deterioration of wrinkles and the like easily occurs, resulting in a screen defect.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 광효율을 종래보다 2배 이상 증가시킬 수 있는 백 라이트 유니트의 편광 변환 광학 시스템을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polarization conversion optical system of a backlight unit that is designed to solve the above-mentioned conventional problems and can increase the light efficiency by more than twice.
도 1은 종래의 백 라이트 유니트를 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing a conventional backlight unit
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 편광 변환 광학 시스템이 배치되는 위치를 나타낸 단면도2 is a cross-sectional view showing a position where a polarization conversion optical system is disposed according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 편광 변환 광학 시스템을 나타낸 사시도3 is a perspective view showing a polarization conversion optical system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 편광 변환 광학 시스템의 동작 설명도4 is an operation explanatory diagram of a polarization conversion optical system according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광 변환 광학 시스템을 나타낸 도면5 illustrates a polarization conversion optical system according to another embodiment of the present invention.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawing-
1 ; 램프 2 ; 도광판One ; Lamp 2; Light guide plate
20,60 ; 집광 렌즈 30 ; 편광 프리즘20,60; Condenser lens 30; Polarized prism
40 ; 편광 분리판 50 ; 위상 반전층40; Polarizing separator 50; Phase inversion layer
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편광 변환 광학 시스템은 다음과 같은 구성으로 이루어진다.A polarization conversion optical system according to the present invention for achieving the above object consists of the following configuration.
백 라이트의 램프와 도광판 사이에 종파와 횡파가 혼합된 무편광빔을 집광하는 집광 렌즈가 배치된다. 집광 렌즈는 종단면이 반타원 형상으로서, 이 반타원 형상이 상하로 적층된 구조이며, 전면인 그의 곡률부가 램프를 향하게 배치된다. 도광판에 인접한 집광 렌즈의 후면에 편광 프리즘이 부착된다. 편광 프리즘은 종단면이 직각이등변 삼각형으로서, 2개가 하나로 합쳐져서 정사각형의 종단면 형상을 이루고, 이 정사각형 구조가 상하로 적층된 구조이다.Between the lamp of the backlight and the light guide plate, a condenser lens for condensing the unpolarized beam in which the longitudinal wave and the transverse wave are mixed is disposed. The condensing lens has a semi-elliptical longitudinal section, and has a structure in which the semi-elliptic shapes are stacked up and down, and its curvature, which is the entire surface thereof, is disposed toward the lamp. A polarizing prism is attached to the rear surface of the condenser lens adjacent to the light guide plate. The polarizing prism is a perpendicular isosceles triangle whose two sides are merged into one to form a square longitudinal cross-sectional shape, and the square structure is stacked up and down.
각 편광 프리즘의 사계면(斜界面), 즉 직각이등변 삼각형의 각 빗변이 접촉되는 계면에 무편광빔중 종파는 투과시키고 횡파는 하부로 반사하는 편광 분리막이 코팅된다. 각 편광 프리즘의 횡계면(橫界面)에는 편광 분리막에서 반사된 횡파의 위상을 90°로 반전시켜 종파로 변환하는 위상 반전층이 코팅되는데, 위상 반전층으로는 네마틱 액정 또는 반파장판이 사용될 수 있다. 위상 반전층에 의해 반전된 종파는 다른 편광 분리막에서 수평 방향으로 반사되어 도광판으로 입사된다.A polarization separator is coated to transmit the longitudinal waves of the unpolarized beam and reflect the transverse waves to the four sides of each polarizing prism, that is, the interface where the hypotenuses of the rectangular isosceles triangle contact each other. The transverse plane of each polarizing prism is coated with a phase reversal layer which inverts the phase of the transverse wave reflected by the polarization separator by 90 ° and converts it into a longitudinal wave. A nematic liquid crystal or a half wave plate may be used as the phase reversal layer. have. The longitudinal wave inverted by the phase reversal layer is reflected in the horizontal direction by the other polarization separator and is incident on the light guide plate.
상기된 본 발명의 구성에 의하면, 무편광빔이 집광 렌즈에 의해 집광되고, 편광 프리즘을 통해서 모두 종파로 변환되어 도광판으로 입사됨으로써, 광효율이 100%에 근접하게 된다.According to the above-described configuration of the present invention, the unpolarized beam is collected by the condensing lens, and all are converted into longitudinal waves through the polarizing prism and incident on the light guide plate, whereby the light efficiency approaches 100%.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면들에 의거하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 편광 변환 광학 시스템이 배치되는 위치를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 편광 변환 광학 시스템을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 편광 변환 광학 시스템의 동작 설명도이다.2 is a cross-sectional view showing a position where a polarization conversion optical system according to the present invention is disposed, FIG. 3 is a perspective view showing a polarization conversion optical system according to the present invention, and FIG. 4 is a description of the operation of the polarization conversion optical system according to the present invention. It is also.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 편광 변환 광학 시스템은 램프(1)와 도광판(2) 사이에 배치된다. 편광 변환 광학 시스템은 램프(1)에서 방사된 무편광빔, 즉 종파인 P파와 횡파인 S파가 같이 포함된 광을 모두 P파로 변환시켜 도광판(2)으로 입사되도록 한다.First, as shown in FIG. 2, the polarization conversion optical system according to the present invention is disposed between the lamp 1 and the light guide plate 2. The polarization conversion optical system converts both the unpolarized beam emitted from the lamp 1, that is, the light containing both the longitudinal P wave and the transverse wave S into the P wave to be incident on the light guide plate 2.
이러한 기능을 하는 편광 변환 광학 시스템을 도 3을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The polarization conversion optical system having such a function will be described in detail with reference to FIG. 3 as follows.
도시된 바와 같이, 편광 변환 광학 시스템은 집광 렌즈(20)와 편광 프리즘(30)으로 구성된다.As shown, the polarization converting optical system consists of a condenser lens 20 and a polarizing prism 30.
집광 렌즈(20)는 긴 타원 기둥이 절반으로 절단된 형상, 즉, 종단면이 반타원 형상이며, 이러한 반타원 형상으로 이루어진 복수개가 상하로 적층된 구조이다. 집광 렌즈(20)는 반타원 형상의 곡률부인 전면이 램프(1)측을 향하게 배치되어서, P파와 S파가 혼합된 무편광빔을 집광하게 된다.The condenser lens 20 has a shape in which a long elliptic column is cut in half, that is, a longitudinal cross section is a semi-ellipse, and a plurality of semi-elliptic shapes are stacked up and down. The condenser lens 20 is disposed so that the entire surface of the semi-elliptic curvature is directed toward the lamp 1 side, and condenses the unpolarized beam in which the P wave and the S wave are mixed.
편광 렌즈(30)은 긴 정육면체가 대각선을 따라 절반으로 절단된 형상, 즉, 종단면 형상이 직각이등변 삼각형이며, 이러한 직각이등변 삼각형 2개의 각 빗변이 맞대어져 하나의 정사각형 구조를 이루고, 정사각형 구조로 이루어진 복수개가 상하로 적층된 구조이다.The polarizing lens 30 has a shape in which a long cube is cut in half along a diagonal, that is, a longitudinal cross-section is a right isosceles triangle, and two rectangular isosceles triangles are opposed to each other to form a square structure, and is made of a square structure. The structure is a plurality of stacked up and down.
한편, 직각이등변 삼각형 구조를 갖는 편광 프리즘(30)의 등변 길이는 집광 렌즈(20)의 곡률 반경과 동일한 것이 바람직하고, 특히 집광 렌즈(20)의 곡률 중심과 편광 프리즘(30)의 등변 정중앙 지점이 수평선상에 위치하도록, 편광 프리즘(30)이 집광 렌즈(20)의 후면에 부착되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 집광렌즈(20)의 곡률부를 통과한 무편광빔이 집광 렌즈(20) 후면의 중앙으로 집광되기 때문에, 집광된 빛 전체가 편광 프리즘(30)으로 입사되도록 하기 위함이다.On the other hand, the equilateral length of the polarizing prism 30 having a right-angle isosceles triangular structure is preferably the same as the radius of curvature of the condensing lens 20, in particular, the center of curvature of the condensing lens 20 and the equilateral equilateral center of the polarizing prism 30. It is preferable that the polarizing prism 30 is attached to the rear surface of the condenser lens 20 so as to be located on this horizontal line. The reason is that the unpolarized beam passing through the curvature of the condenser lens 20 is focused to the center of the rear surface of the condenser lens 20, so that the entire condensed light is incident on the polarizing prism 30.
무편광빔중 P파는 그대로 투과시키고 S파는 하부로 반사하는 편광 분리막(40)이 편광 프리즘(30)의 사계면, 즉 직각이등변 삼각형의 각 빗변들이 접촉된 계면에 코팅된다. 또한, 편광 분리막(40)에서 반사된 S파의 위상을 90°로 반전시켜 P파로 변환하는 위상 반전층(50)이 직각이등변 삼각형의 각 등변이 접촉되는 편광 프리즘(30)의 횡계면에 코팅된다. 위상 반전층(50)으로는 네마틱 액정 또는 반파장판이 사용될 수 있다. 따라서, 어느 한 편광 프리즘(30)에 있는 편광 분리막(40)에서 반사된 S파는 위상 반전층(50)에 의해 P파로 변환된 후, 상기 편광 프리즘(30)의 하부에 있는 다른 편광 프리즘(30)의 편광 분리막(40)상에서 수평 방향으로 반사되므로써, P파만이 도광판(2)으로 입사된다.The polarization splitting film 40 which transmits P wave as it is and the S wave reflects downward in the unpolarized beam is coated on the four sides of the polarizing prism 30, that is, the interface where the hypotenuses of the right isosceles triangle contact each other. In addition, a phase reversal layer 50 that inverts the phase of the S wave reflected by the polarization separator 40 to 90 ° and converts the P wave into a P wave is coated on the transverse interface of the polarizing prism 30 in which each equilateral side of the right isosceles triangle is in contact. do. As the phase inversion layer 50, a nematic liquid crystal or a half wave plate may be used. Accordingly, the S-waves reflected by the polarization separation film 40 in one polarization prism 30 are converted into P-waves by the phase inversion layer 50 and then the other polarization prism 30 below the polarization prism 30. By reflecting in the horizontal direction on the polarization splitting film 40 of), only P wave is incident on the light guide plate 2.
이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 편광 변환 광학 시스템의 동작을 도 4를 참고하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the polarization conversion optical system according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 4.
램프(1)에서 방사된 빛은 무편광빔으로서, P파와 S파를 포함한 (P+S)파이다. (P+S)파는 집광 렌즈(20)의 곡률부를 통과하면서 집광 렌즈(20)의 후면 중앙으로 집광된다. 따라서, 도 4에 도시된 해칭 영역은 빛이 투과되지 않는 영역이다.The light emitted from the lamp 1 is an unpolarized beam, which is a (P + S) wave including P waves and S waves. The (P + S) wave is focused on the rear center of the condenser lens 20 while passing through the curvature of the condenser lens 20. Therefore, the hatching area shown in FIG. 4 is an area through which light is not transmitted.
집광된 (P+S)파는 편광 프리즘(30)을 통과하다가, 편광 분리판(40)에서 P파는 그대로 투과되고 S파는 편광 분리판(40)을 투과하지 못하고 하부로 반사된다. 반사된 S파는 위상 반전층(50)을 지나게 되며, 이때 상기 위상 반전층(50)에 의해서 상기 S파는 P′파로 변환된다. 변환된 P′파는 하부의 편광 프리즘(30)의 사계면에 배치된 편광 분리판(40)에서 수평 방향으로 반사된다. 따라서, 도광판(2)으로 입사되는 빛은 편광 분리판(40)을 그대로 투과한 P파와, 위상 반전층(50)에서 변환된 P′가 입사되므로, 실질적으로는 P파와 S파 모두가 도광판(2)으로 입사된다.The condensed (P + S) wave passes through the polarization prism 30, and the P wave is transmitted as it is in the polarization separator 40, and the S wave does not pass through the polarization separator 40 but is reflected downward. The reflected S wave passes through the phase inversion layer 50, and the S wave is converted into a P ′ wave by the phase inversion layer 50. The converted P ′ wave is reflected in the horizontal direction in the polarization separator 40 disposed on the four interfacial planes of the lower polarizing prism 30. Therefore, the light incident on the light guide plate 2 enters the P wave transmitted through the polarization splitting plate 40 as it is and the P ′ converted from the phase inversion layer 50. 2) is incident.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광 변환 시스템을 도시한 도면으로서, 도 5에 도시된 편광 변환 광학 시스템은 도 2에 도시된 편광 변환 광학 시스템에 또 하나의 집광 렌즈(60)가 추가로 구비된 것이다.5 is a diagram illustrating a polarization conversion system according to another embodiment of the present invention, in which the polarization conversion optical system shown in FIG. 5 has another condensing lens 60 added to the polarization conversion optical system shown in FIG. 2. It is equipped with.
자세하게, 도 5에 도시된 편광 변환 광학 시스템에 있어서는 편광 프리즘(30)의 후면측에 다른 집광 렌즈(60)가 부착된다. 이 집광 렌즈(60)는 편광 프리즘(30)의 전면에 배치된 집광 렌즈(20)의 형상과 동일하거나, 또는, 반원형 단면 구조를 갖는다. 그리고, 편광 프리즘(30)의 등변에 맞대어지는 집광 렌즈(60)의 후면길이, 즉, 직경은 편광 프리즘(30)의 등변 길이와 동일하고, 특히, 집광 렌즈(60)의 후면 정중앙은 상기 수평선과 동일선상에 배치된다. 즉, 편광 프리즘(30)의 등변 정중앙과 집광 렌즈(60)의 후면 정중앙이 일치되게 배치된다. 추가로 구비되는 집광 렌즈(60)는 P파와 P' 중에서 수평 방향을 향하지 않는 파들을 수평 방향으로 유도하는 기능을 하게 된다.In detail, in the polarization conversion optical system shown in FIG. 5, another condensing lens 60 is attached to the rear side of the polarization prism 30. This condensing lens 60 has the same shape as that of the condensing lens 20 arranged on the front surface of the polarizing prism 30 or has a semi-circular cross-sectional structure. In addition, the rear length of the condenser lens 60, which is opposite to the equilateral side of the polarizing prism 30, that is, the diameter is the same as the equilateral length of the polarizing prism 30, and in particular, the back center of the condenser lens 60 is the horizontal line. And collinear. That is, the equilateral equilateral center of the polarizing prism 30 and the equilateral rear center of the condenser lens 60 are disposed to coincide. In addition, the condensing lens 60 is provided to induce waves in the horizontal direction, which do not face the horizontal direction among P waves and P '.
상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래에는 P파나 S파 중 어느 한 파만이 사용되었던 것이, S파가 집광 렌즈와 편광 프리즘에 의해서 P파로 변환되어 모든 파를 사용할 수가 있게 되므로써, 광효율이 종전 대비 100% 증가된다.As described above, according to the present invention, conventionally, only one wave of P wave or S wave is used. As the S wave is converted into P wave by the condensing lens and the polarizing prism, all waves can be used. 100% increase.
따라서, 원하는 화면의 밝기를 얻기 위한 소비 전력도 종전 대비 50% 절감된다. 또한, 소비 전력이 낮추어지게 되므로써, 형광 램프에서 발하지는 열도 낮아지게 되므로, 각종 판들이 고열에 의해 주름지는 것도 방지된다. 결과적으로 화질 상태가 양호해지게 된다.Therefore, power consumption for obtaining the desired screen brightness is also reduced by 50%. In addition, since the power consumption is lowered, the heat emitted from the fluorescent lamp is also lowered, so that various plates are prevented from being corrugated by high heat. As a result, the picture quality becomes good.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims. will be.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019980059975A KR100315031B1 (en) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Polarization conversion optical system of backlight unit |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019980059975A KR100315031B1 (en) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Polarization conversion optical system of backlight unit |
Publications (2)
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ID=19566833
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019980059975A KR100315031B1 (en) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Polarization conversion optical system of backlight unit |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997014075A1 (en) * | 1995-10-12 | 1997-04-17 | Ibm Japan Ltd. | Light-transmitting material, planar light source device and liquid crystal display device |
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1998
- 1998-12-29 KR KR1019980059975A patent/KR100315031B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO1997014075A1 (en) * | 1995-10-12 | 1997-04-17 | Ibm Japan Ltd. | Light-transmitting material, planar light source device and liquid crystal display device |
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