KR100427904B1 - 평면패널화상디스플레이장치용조명시스템 - Google Patents

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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 장치는 조명시스템(3)과, 이런 조명시스템을 포함하는 평면 패널 화상 디스플레이 장치에 관한 것이다. 조명시스템(3)은 출구면(19)과 4개의 단부면들(13, 14, 15, 16)을 가지는 광학적으로 투명한 재료로 된 광도파관(9)을 포함한다. 광원(11)에서 나온 광은 단부면들(13) 중 적어도 하나를 통해 광도파관(9)으로 결합된다. 조명시스템(3)은 광원에 의해 공급된 광을 편광시키기 위한 편광수단을 추가로 포함한다. 편광수단은 확산기(23)와 조합해서 반사 편광기(21)로서 사용된다. 반사 편광기(21)는 광도파관(9)과 일체로 되고 출구면(19)과 대향하여 위치된 광도파관(9)의 표면(25)을 이룬다. 확산기(23)는 광도파관(9)으로부터 떨어진 편광기(21)의 표면 상에 존재한다.

Description

평면 패널 화상 디스플레이 장치용 조명시스템
서두에서 언급한 형태의 조명시스템이 제공된 평면 화상 디스플레이 장치는 미국 특허 4,212,048호에 기술되어 있다. 이 특허에 기술한 화상 디스플레이 장치에 있어서, 화상 디스플레이 패널은 웨지 형태(wedge-shaped)의 투명한 판과 광원으로 구성되는 조명시스템에 의해 조명된다. 광원에 의해 방출된 광선들은 광도파관의 단부면에 결합되어, 광도파관과 공기 사이의 경계면에서 내부 전반사를 겪으므로, 도파관을 통해 전파(propagation)된다. 도파관-공기 경계면 상의 광선의 입사각은 반사할 때마다 감소되기 때문에, 이 각도는 어느 순간에는 임계각(critical angle)보다 작게 되어 관련 광선들(relevant light rays)이 광도파관을 떠날 것이다. 더욱이, 광도파관은 광원부근에서 광도파관의 두께를 가로질러 연장하는 편광 재료로 된 스트립 형태의 편광수단을 포함한다. 이러한 방법에서, 광도파관을 떠나는 광이 확실하게 편광된다.
상기 미국 특허에서 설명한 조명시스템의 결점은 편광기가 이색성(dichroic)이므로 원하지 않은 편광을 흡수하기 때문에, 광원에 의해 공급된 광의 약 50%가 영상(image)의 형성에 기여하지도 않고 손실된다는 것이다. 또 다른 결점은 광이 광도파관의 출구면에서 전부결합되기 위해서는 광도파관을 웨지 형상으로 해야하는 것이다. 충분한 광출력을 요구하기 때문에, 광도파관의 설계 자유도나 재료의 선택성은 제한된다. 실제로는, 광이 광도파관으로 들어간 후 단시간에, 편광기에 도달하여 편광된다. 이 편광된 광은 내부 전반사에 대한 임계각보다 작은 각으로 출구면 상에 입사될 때까지 광도파관을 통해 전파하고, 결과적으로 전부결합된다. 실제적으로, 등방성의 재료는 완전하게 등방성이 아니므로, 여전히 광도파관을 통해 전파되는 동안 편광소멸(depolarization)이 있을 수 있다. 따라서, 동일한 방향의 편광을 가지는 편광된 광의 출력은 상당히 감소된다. 그러므로, 전부결합되기 전에 커버되는 거리는 상당히 짧으므로, 광도파관의 설계 자유도가 제한되거나, 또는 광도파관의 재료를 매우 양호한 등방성으로 해야하므로, 재료의 선택이 제한된다.
본 발명은, 출구면과 복수의 단부면들을 가진 광학적으로 투명한 재료의 광 도파관으로서, 복수의 단부면들 중 적어도 하나와 대향하여 광원이 위치되고, 그 광원으로부터의 광은 상기 도파관의 상기 단부면에 결합될 수 있는, 상기 광도파관과, 상기 광원에 의해 방출된 광을 편광시키기 위해 상기 광도파관과 일체로 된 편광수단을 포함하는 조명 시스템(illumination system)에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이런 조명시스템을 포함하는 평면 패널 화상 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 평면 패널 화상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 빔경로가 도시되어 있는, 본 발명에 따른 조명시스템의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3a 및 도 3d는 상이한 광원 구성들을 가진 조명시스템의 몇몇 실시예를 나타낸 도면.
본 발명의 목적은 광원에 의해 공급되는 대부분의 모든 광이 광도파관을 떠날 때 동일한 상태의 편광을 가지므로, 광출력이 보다 커지고, 광도파관에 대한 설계 자유도를 보다 커지게 하고 재료를 보다 넓게 선택할 수 있게 하는 조명시스템을 제공하는 것이다.
이 목적을 위해, 본 발명에 따른 조명시스템은, 편광수단이 광도파관의 출구면과 대향하여 위치된, 광도파관의 표면 상에 존재하는 반사 편광기에 의해 구성되고, 광도파관으로부터 떨어진 편광기의 표면에는 확산기(diffuser)가 제공되는 것을 특징으로 한다.
광원에 의해 방사된 광은 편광되어 있지 않다. 이 광의 광빔이 반사 편광기 상에 입사하면, 이 빔은 편광의 상보형 상태(complementary state)를 가지는 두 빔 성분으로 분할될 것이다. 편광기가 선형 편광기이면, 이들 두 빔 성분들은 서로 수직 방향의 편광을 갖는다. 편광기가 원형 편광기이면, 좌선성 원형 편광된(levorotatory circularly polarized) 빔 성분과, 우선성 원형 편광된(dextrorotatory circularly polarized) 빔 성분이 형성된다.
두 상보형 빔 성분 중 하나는 편광기에 의해 반사된다. 이 반사된 빔 성분을, 다른 말로 원하지 않은 빔 성분이라 부른다. 다른 빔 성분, 다른 말로, 원하는 빔 성분은 편광기를 통과한다. 원하는 빔 성분은 조명시스템에 의해 공급되는 편광의 상태를 가지는 성분을 의미하는 것으로 이해된다. 통과될 빔 성분과 반사될 빔 성분은 편광기의 구조에 의해 결정된다.
편광기에 의해 반사된 빔 성분은 또한 광도파관으로 전파되어, 주어진 거리를 커버한 후에 편광소멸될 것이다. 이 거리는 광도파관 재료의 복굴절의 정도에 의존한다. 그러므로, 이 거리 후에, 이 빔 성분의 일부분은 이렇게 해서 원하는 방향의 편광을 가질 것이고, 따라서 확산기를 향해 반사 편광기에 의해 보내질 것이다. 확산기는 여기에 입사된 빔을 부분적으로 전방 및 후방으로 확산한다. 원하는 방향의 편광을 가지는 광으로 이루어지는 부분이 대부분인, 전방확산된 광은 다시 반사 편광기 상에 입사되고 그러므로 보다 순수한 방향의 편광을 얻는다. 실제로는, 제 1 통과 후에 원하지 않은 방향의 편광을 여전히 가지고 있는 광의 양은 더 많은 부분이 반사된다. 반사 편광기를 통한 제 2 통과에 의해서, 원하는 빔 성분의 편광방향은 강화된다. 이 방식으로, 조명시스템이 사용되는 화상 디스플레이 장치에서 보다 좋은 콘트라스트를 얻는다. 광원에 의해 방사된 광은 이때 한 번만 편광기를 통과하기 때문에, 예를 들어, 편광기가 광도파관과 일체화되지 않고 도파관 상에 존재한다면, 이러한 강화된 콘트라스트는 실현될 수 없다.
반사 편광기 자체는 편광기에 의해 흡수되는 광이 거의 없으므로 가열(heating)이 거의 없다는 장점이 있다.
편광기를 광도파관에 일체화하면, 조명시스템이 상당히 얇게 되고 원하지 않은 광도체(light conductor)가 보다 적게 되고 반사손실이 보다 적게 일어남을 보장한다.
본 발명에 따른 조명시스템의 양호한 실시예는 반사기가 반사 편광기로부터 떨어진 확산기의 측면상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
원하지 않은 방향의 편광을 가지고 확산기를 통해서 광도파관을 떠나는 광은 광도파관을 향해 이 반사기에 의해 반사된다. 원하는 방향의 편광을 가진 빔 성분은 편광기를 통과하고 계속해서 출구면을 통해 전부결합되며, 반면 원하지 않은 방향의 편광을 가지는 빔 성분은 확산기를 향해 편광기에 의해 다시 반사된다.
어떤 괄목한 만한 흡수 없이 확산과 반사를 반복함으로서, 광원에 의해 공급된 거의 모든 광은 동일한 편광상태를 가지는 광으로 변환된다.
본 발명에 따른 조명시스템의 다른 실시예는 반사기가 편광 회전 또는 편광 소멸 반사기인 것을 특징으로 한다.
편광기가 원형이고, 두 편광성분들이 좌선성 원형 편광된 빔과 우선성 원형 편광된 빔이면, 편광-회전 요소는 적합하게 경면 반사기(specular reflector)이다. 원형 편광된 빔의 편광의 방향은 이런 반사기에서 반전된다.
편광기가 선형이고 두 편광성분들이 두 개의 상호 수직인 선형 편광된 빔들이면, 편광-회전요소는 예를 들어 이 요소 뒤에 배치된 반사기를 가진 λ/4플레이트(plate)일 수 있다.
반사기가 편광소멸 효과를 가지는 경우에는, 편광기를 통과한, 원하지 않은 방향의 편광을 가지는 광은 편광소멸되므로, 그 거의 절반은 원하는 방향의 편광을 가진다. 편광기의 선택은 선형과 원형 편광된 광 양쪽에 적용가능하다.
본 발명에 따른 조명시스템은 양호하게는 반사기가 실질적으로 완전히 반사하는 입자들을 포함하는 호일(foil)인 것을 특징으로 한다.
이 방식으로, 흡수는 최소이며 비교적 높은 광출력을 얻는다.
본 발명에 따른 조명시스템의 다른 실시예는 편광소멸 효과를 가진 반사기가 광원으로부터 떨어진 적어도 하나의 단부면에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
평면 패널 화상 디스플레이 장치용의 조명시스템의 광도파관에, 여기에 도달하는 광이 손실되고 따라서 조명시스템의 광출력에 기여하지 않는 것을 방지하도록, 광이 결합되지 않은 단부면에 반사기를 설치하는 것은 공지되어 있다. 이 반사기에 의해, 광은 광도파관 내에 남는다. 이 방법에서는, 광은 원하는 상태의 편광을 가지는 광으로 적어도 부분적으로 변환되고 여전히 출구면 상에서 전부결합하는 다른 기회를 가질 것이다.
단부면에 있는 반사기가 편광소멸 효과를 가진다면, 출구면에서 전부결합되기를 원하지 않은 편광의 상태를 가지는 입사광이 편광소멸되므로, 이 광의 약 절반은 적합한 편광방향을 바로 얻으며 광도파관에서 전부결합될 수 있다. 광도파관의 재료에 따라서, 다른 절반의 광은 전파하는 중에 편광소멸되거나 편광소멸되지 않는다. 편광소멸 반사기의 장점은 광도파관의 재료의 복굴절의 정도에 상관없이 편광소멸이 일어나는 것이다.
본 발명에 따른 조명시스템의 제 1 실시예는 반사 편광기가 콜레스테릭 편광기인 것이 특징이다.
콜레스테릭 편광기(cholesteric polarizer)는 콜레스테릭 정렬(cholesteric ordering)을 가지는 액정 재료의 층을 포함하는 편광기이다. 이런 편광기는 특히 반사 편광기로서 적합하다. 이 형태의 액정 재료에서, 카이럴 분자들(chiral molecules)이 용액 내에서 자발적으로 나선형 구조로 정렬하는 구조를 가진다. 이 나선형 구조는 나선의 축선이 액정층을 가로지르는 방식으로 된다.
편광되지 않은 광이 이런 편광기에 입사되면, 나선의 (우선성 또는 좌선성) 방향과 일치하고 그 파장이 나선의 피치와 일치하는 광 성분의 빔은 반사될 것이고, 반면에, 다른 빔 성분은 통과될 것이다.
본 발명에 따른 조명시스템의 추가의 실시예는 콜레스테릭 편광기가 액정 폴리머 재료의 단일층으로서 구현되고, 상기 층 내의 분자의 나선의 피치가 전체 가시 파장 영역을 커버하는데 필요한 반사 대역(reflection band)의 하한값과 상한값 각각에 대응하는 두 값들 사이에서 연속적으로 변화하는 하는 것을 특징으로 한다.
나선의 피치가 층을 가로질러 변하기 때문에, 상당히 큰 반사 대역폭을 얻을 수 있고 심지어 단일-층 콜레스테릭 편광기로 완전한 가시 파장영역을 커버할 수 있다. 동일한 반사 대역폭에 대해서, 단일-층 콜레스테릭 편광기는 각 층들이 제한된 대역폭을 가지는 다층 스택보다 얇다.
편광기의 층을 가로질러 변화가능한 피치의 다른 장점은 편광기 상의 수직선에 대해 큰 각으로 광이 입사할 때에 발생하는 밴드 쉬프트(band shift)는 콜레스테릭 층의 편광효과에 어떠한 해로운 영향도 주지 않을 정도로 넓은 반사 대역폭을 선택할 수 있다는 것이다.
단일-층 콜레스테릭 편광기의 제조에 관한 상세한 정보에 대해서는 유럽 특허 출원 EP 0 606 940을 참고하기 바란다.
본 발명에 따른 조명시스템의 다른 실시예는 조명시스템이 n. λ/4 플레이트를 포함하며, 여기서 n은 기수인 정수(integral of odd number)인 것을 특징으로 한다.
조명시스템에 의해 공급된 광이 선형으로 편광되는 것이 바람직하다면, 광도파관의 출구면을 향해 콜레스테릭 편광기를 통과한 광은 광도파관을 떠나기 전에 선형 편광된 광으로 변환되어진다.
본 발명에 따른 조명시스템의 본 실시예는 n.λ/4플레이트가 광도파관의 출구면 상에 존재하는 것을 특징으로 한다.
λ/4 플레이트, 특히 광대역폭 λ/4 플레이트는 이 목적에 매우 적합하다. 이런 플레이트는 예를 들어, 미국, 매사추세츠, 보스톤, 1992년 5월 17-22일, Society for Information Display, SID'92 Exhibit Guide에서의 Nitto Denko회사의 "Retardation Film for STN-LCDs' NRF'" 기사에 알려져 있다.
콜레스테릭 층은 자체지지 필름(self-support film)일 수 있지만 기판 상에 제공될 수도 있다. 층이 기판에 설치되는 경우에는, 본 발명에 따른 조명시스템의 일 실시예는 n, λ/4플레이트가 콜레스테릭 층과 광도파관 사이에 존재하는 것을 특징으로 할 수 있다.
콜레스테릭 층이 자체지지 필름이 아니면, 여분의 기판(extra substrate)을 생략할 수 있으며 콜레스테릭 층은 이 때 기판으로서 기능을 하는 λ/4플레이트에 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 조명시스템의 다른 실시예는 n. λ/4 플레이트가 광도파관으로서 기능하는 것을 특징으로 한다.
조명시스템에 개별적인 광도파관과 개별적인 편광회전자(polarization rotator)를 제공하는 대신에, 이들 두 기능들을 λ/4 플레이트의 형태로 단일 요소에 조합할 수 있다. 그러므로 조명시스템은 보다 얇게 될 수 있다.
본 발명에 따른 조명시스템의 다른 실시예는 반사 편광기가 복굴절 재료를 포함하는 층들의 스택(stack), 또는 번갈아 복굴절과 비복굴절인 층들의 스택으로서 구현되는 선형 편광기인 것을 특징으로 한다.
이 실시예에서, 빔 성분들은 선형으로 편광되고 λ/4 플레이트는 결과적으로 불필요하다.
이런 편광기는 단일-공정 압출성형(single-step extrusion)에 의해 만들어질 수 있다. 이런 편광기의 예는 미국 특허 명세서 US-A 5,217,794호에 상세히 기술되어 있다.
본 발명에 따른 조명시스템의 다른 실시예는 확산기가 반사 편광기의 표면 상에 제공되는 박막인 것을 특징으로 한다.
이런 필름은 콜레스테릭 층 또는 그 기판 상에 간단한 방법으로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 조명시스템의 다른 실시예는 확산기가 반사 편광기의 표면에 제공되는 광확산 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 조명시스템의 다른 실시예는 광확산 구조가 불연속 확산 영역(discrete diffusing area)들의 패턴에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 패턴의 장점은, 이들 형상(configuration)이 광도파관의 출구면 상에 원하는 광분포로 적용될 수 있다는 것이다. 규칙적인 패턴에서, 이들 영역이 광원으로부터 보다 멀리 있음에 따라 강도(intensity)가 감소할 것이다. 광확산 영역의 패턴을 적용함으로써, 예를 들어 광원까지의 거리가 증가함에 따라 밀도를 증가시킴으로써, 광도파관의 전체 표면 상의 강도 분포가 균일하게 되는 것을 보장할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들은 이후에 설명되는 실시예를 참고하면 보다 이해하기 쉬울 것이다.
도 1에 개략적으로 도시한 평면 패널 화상 디스플레이 장치(1)는 조명시스템(3)과, 화상 디스플레이 패널(5)과 분광기(7)를 포함한다. 조명시스템(3)은 광학적으로 투명한 재료로 된 광도파관(9)과 광원(11)을 포함한다. 광도파관(9)은 적어도 2개가 서로 대향하는 4개의 단부면들(13, 14, 15, 16)을 가진다. 단부면들 중 하나, 예를 들어 단부면(13)에서, 광원(11)에서 나온 광은 광도파관(11)에 결합된다. 광원(11)은 예를 들어, 로드(rod)형상의 형광램프, 또는 셀룰러 전화에서와 같이 소형 화상 디스플레이 패널들을 가진 평면 패널 화상 디스플레이 장치들 내에 조명 시스템이 사용되면, 발광 다이오드(LED)일 수 있다. 광도파관은 예를 들어 PMMA(메타크릴산메틸플라스틱) 또는 폴리카보네이트의 합성재료로 구성될 수 있다. 광원(11)은 광도파관(9)에서 먼 방향으로 광원(11)에 의해 방사된 광이 광도파관(9)을 향해 보내지도록 보장하는 반사기(17)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여 있다. 광도파관(9)의 출구면(19)은 화상 디스플레이 패널(5)을 향하도록 되어 있다.
화상 디스플레이 패널(5)은 예를 들어 액정재료를 포함하며, 그 동작이 그 패널에 입사하는 광의 편광방향을 변조하도록, 트위스트 네마틱 효과(TN), 슈퍼트위스트 네마틱 효과(STN) 또는 강유전체(ferro-electric) 효과를 기반으로 할 수 있는, 화소들의 매트릭스가 제공된다.
본 발명에 따른 조명시스템(3)에서, 광원(11)에 의해 공급된 거의 모든 편광되지 않은 광이 거의 동일한 방향의 편광을 가지는 광으로 변환된다. 이를 위해, 조명시스템(3)은 편광수단을 포함한다. 도 2는 일실시예를 도시한다. 편광수단은 확산기(23)와 조합된 반사 편광기(21)로 구성된다. 반사 편광기(21)는 광도파관(9)과 일체로 되고, 또한 출구면(19)과 대향하여 위치된 광도파관의 표면(25)을 이룬다. 확산기(23)는 표면(25) 상에 놓여있다.
도 2는 광도파관(9) 내의 빔경로(beam path)를 도시하고 있다. 광원(11)에 의해 방사된 편광되지 않은 빔(b)이 단부면(13)을 통해 광도파관(9)에 결합되어 반사 편광기(21) 상에 입사된다. 이 편광기(21)는 이 입사빔(b)을 상보형 상태의 편광을 가지는 두 빔 성분들(b1, b2)로 분리할 것이다. 편광기(21)를 통과한 빔 성분(b1)의 편광은, 이 빔 성분이 조명시스템에 의해 공급되어질 편광의 방향을 가지기 때문에, 원하는 방향의 편광이라고 부른다. 반사된 빔 성분(b2)은 원하지 않은 방향의 편광을 가진다. 통과된 빔 성분(b1)은 그 빔이 조명시스템(3)으로부터 부분적으로 후방으로 확산하지만, 확산기는 상기 빔 성분을 화상 디스플레이 패널(5)을 향해 주로 전방으로 확산시키는 확산기(23)에 도달한다. 화상 디스플레이 패널(5)을 향해 확산된 광은 다시 반사 편광기(21) 상에 입사되며, 이 반사 편광기는 화상 디스플레이 패널(5)을 향해 원하는 방향의 편광을 통과시키고, 또한 확산기(23)로 원하지 않은 방향의 편광을 반사시킨다. 확산기(23)는 양호하게는 편광을 유지한다. 이 경우에, 원하는 빔 성분의 편광은 편광기(21)를 통해 제 2 통과시 강화될 것이다.
편광기(21)에 의해 광도파관으로 반사된 원하지 않은 빔 성분(b2)은, 광도파관(9)을 통해 더 전파되고, 광도파관(9)의 재료의 복굴절에 의존하여, 얼마 후 편광소멸될 것이다. 이 방법으로, 이 빔 성분의 적어도 일부분은 광도파관(9)으로부터 결합될 적합한 방향의 편광을 얻는다.
광출력의 감소를 야기할 수 있는, 광이 확산기(23)를 통해 조명시스템(3)에서 떠나는 것을 방지하기 위해서, 반사기(27)를 편광기(21)로부터 떨어진 확산기(23)의 측면에 배치한다. 이 반사기(27)는 화상 디스플레이 패널(5)로부터 떨어진 측면에서 조명시스템(3)을 떠나는 광이 다시 결합되도록 광도파관(9)을 향해 반사되는 것을 보장한다.
반사기(27)는 예를 들어 알루미늄 포일(foil)일 수 있다. 반사기(27)는 양호하게는 거의 또는 전혀 흡수성을 나타내지 않은 입자들을 포함하는 포일로 구현된다. 이 입자들은 예를 들어 BaSO4또는 TiO2일 수 있다.
본 발명에 따른 조명시스템(3)에서, 반사 편광기(21)는 광도파관(9) 내에 일체로 되며 이들 성분들 사이에 공간이 없으므로, 화상 디스플레이 장치(1)는 매우 얇은 형태로 구현될 수 있다. 광도파관(9)과 일체로 됨으로써, 원하지 않은 광 전도(light conduction) 및 원하지 않은 반사의 결과로 인한 광 손실이 비교적 적어질 것이다.
반사 편광기(21)는 다른 방법들로 구현될 수 있다. 제 1 실시예에서, 편광기는 콜레스테릭 정렬(cholesteric ordering)을 가지는 액정 재료로 된 층을 포함한다. 이 형태의 액정 재료에서, 카이럴 분자들은, 이들이 피치(p)를 가지는 나선형 또는 소용돌이형 구조로 용액에서 자발적으로 정렬하도록 하는 구조를 가진다. 이 나선형 구조는 나선의 축선이 상기 층을 가로지르는 방식으로 되어 있다.
편광되지 않은 광이 이런 편광기 상에 입사되면, 나선의 피치(p)와 일치하는 파장을 가지며 나선의 회전(좌선성 또는 우선성)방향과 일치하는 광의 빔 성분은 반사될 것이고, 반면에 다른 빔 성분은 통과된다. 콜레스테릭 층의 반사 파장 λo는 다음과 같이 주어진다.
Figure pct00001
여기서, p는 분자 나선의 피치이고 no와 ne는 제각기 액정 재료의 정상 광 굴절율과 비정상 광 굴절율이다.
콜레스테릭 편광기는 피치가 일정한 다수의 층들로 구성될 수 있지만, 여기서 각 층은 상이한 파장 영역에서 활성화될 수 있다. 상이한 파장 영역은 조합된모든 층들이 전체 가시 파장 영역을 커버하도록 선택될 수 있다. 이 방법으로, 칼라 화상 디스플레이 장치 내에 조명시스템을 사용하는 것이 가능하다.
콜레스테릭 편광기는 양호하게는 분자 나선의 피치가 전체 가시 파장 영역(400과 780nm사이)을 커버하기 위해 필요한 반사 대역의 하한값과 상한값 각각에 대응하는 두 값들 사이에서 거의 연속적으로 변화하는 액정 폴리머 재료의 단일 층으로 구성된다. 이 방식에서는, 적층된 층들의 경우에서보다 훨씬 얇은 편광기를 사용하는 것으로 충분하다. 또 다른 장점은, 단일 층 편광기가 보다 양호한 광학 품질을 가진다는 것이다. 콜레스테릭 편광기들의 품질은 콜레스테릭들의 전형적인 오차(error)에 의해서 층들의 수가 증가함에 따라 감소한다. 더욱이, 편광기가 유효한, 편광될 광의 입사각들의 범위는 두께가 증가함에 따라서 감소한다. 단일 콜레스테릭 층으로 이루어지는 편광기의 장점은, 광이 편광기의 수선에 대해 큰 각도로 입사하는 경우에 일어나는 밴드 쉬프트가, 편광 효과에 유해한 영향을 갖지 않도록, 대역폭을 선택할 수 있다는 것이다. 실제로는, 콜레스테릭 층 상의 비수직 입사로, 입사각이 증가함에 따라 증가하는 여분의 복굴절이 있다. 수직 입사시 반사 파장 λo에 대한 반사파장의 쉬프트 λα는 아래 관계식에 따라서 변한다.
Figure pct00002
여기서, α는 콜레스테릭 층에 수선에 대한 관측각(觀察角)이고 no와 ne는 제각기 콜레스테릭 재료의 정상 광 굴절율 및 비정상 광 굴절율이다.
예를 들어, 입사각 α= 80°이고 400 내지 700nm의 파장 대역에서의 광의 굴절에 대해서, 편광기의 대역폭은 400과 890nm사이의 범위이다.
콜레스테릭 편광기를 제조하는 다른 가능한 방법은 다수의 콜레스테릭 층을 적층하는 것이며, 이들 층 중 적어도 몇 개는 층 두께를 가로질러 연속적으로 변화하는 피치를 가진다. 이 방식으로, 먼저 언급한 경우보다 훨씬 적은 수의 층들을 사용하는 것이 가능하다.
콜레스테릭 층들이 편광기들로서 적합한 것은 종래에도 알려져 있다. 콜레스테릭 편광기는 예를 들어 SID International Symposium 1990, Digest of Technical Papers의 페이지 110 내지 113에서의 알. 마울러 등의 논문 "Polarizing Color Filters made from Cholesteric LC Silicones"로부터 알려져 있다.
반사 편광기는 복굴절과 비복굴절을 번갈아 놓은 층들의 스택 또는 복굴절 층들의 스택을 포함하는 선형 편광기로서 구현될 수 있다.
반사 편광기가 콜레스테릭 편광기로서 구현되고, 화상 디스플레이 패널이 선형 편광된 광을 변조하는데 적용되면, 조명시스템(3)은 추가로 넓은 대역폭을 가지는 λ/4 플레이트(29)를 포함해야 한다.
넓은 대역폭의 λ/4플레이트는 예를 들어 상이한 층으로 구성되고 원형 편광된 광이 선형 편광된 광으로 변환되도록 가시 파장영역에서 모든 파장들에 대해 빔에서의 위상 회전(phase rotation)을 실현하는 투명한 요소이다. 이런 λ/4플레이트는 예를 들어 미국, 매사추세츠, 보스톤에서의, 1992년 5월 17일 내지 22일의 Society for Information Display의, SID'92 Exhibit Guide에서의 Nitto Denko 회사의 "Retardation Film for STN-LCDs' NRF" 기사에서 알려져 있다.
λ/4플레이트(29)는 도 2에 도시한 바와 같이, 광도파관(9)의 출구면(19) 상에 놓여질 수 있다. 콜레스테릭 층이 별개의 기판 상에 제공되면, λ/4플레이트(29)는 광도파관(9)의 출구면(19)대신에 기판과 콜레스테릭 층 사이에 존재할 수 있다. 별개의 기판 대신에, λ/4플레이트(29)는 콜레스테릭 층이 설치될 기판으로서 기능을 할 수 있다.
선형 반사 편광기에서, λ/4플레이트는 광이 광도파관(9)에서 바로 선형 편광된 광이기 때문에 λ/4플레이트는 불필요하다.
확산기(23)는 또한 다른 방법들로 구현될 수 있다. 확산기(23)는 반사 편광기(21)의 표면 상의 박막(thin film)으로서 제공될 수 있다. 편광기의 제조동안 또는 제조 후에, 원하는 확산구조가 예를 들어 열간금형(hot die) 또는 복제 기술에 의해 편광기의 표면 내에 제공될 수 있다. 다른 가능성은 편광기의 표면을 거칠게 하는 것이다.
그러나, 일반적으로 평면-패널 화상 디스플레이 장치는 광도파관(9)의 출구면(19)을 가로질러 강도를 분포시키기 위한 확산수단을 포함한다. 확산기가 광확산 영역들의 패턴으로서 구현되면, 패턴의 형상은 조명시스템(3)에 의해 공급된 광의 강도 분포가 출구면(19)을 가로질러 균일하도록 적용될 수 있다. 실제로는, 출구면(19)에서 전부결합된 광이, 광도파관(9)에 광을 결합시키는 단부면으로부터 더 멀리 있는 확산영역들로부터 발생하므로, 그 강도는 감소한다. 이 현상은 광원으로의 거리를 증가함에 따라 광확산 영역의 밀도를 증가함으로서 보상될 수 있다. 이 원리는 이미 종래의 흡수 편광기를 사용하는 종래의 평면 패널 화상 디스플레이장치에서 알려져 있다. 한 예는 미국 특허 US-A 4,985,809호에 기재되어 있다.
한 단부면(13)에만, 형광램프 또는 LED를 설치하는 대신에, 또한 광원(11)이 대향 단부면(15)에도 설치되어 보다 큰 휘도를 얻을 수 있다. 또한, 제 3 단부면(14)과 가능하게 제 4 단부면(16)에 광원을 설치할 수도 있다. 광원들이 로드 형상의 램프인 경우에, 단부면마다 개별적인 광원을 제공하는 대신에, 다수의 굴곡부(bend)를 가지는 단일의 로드 형상 램프(6, 8)가 3개 또는 4개의 단부면을 조명하기 위해 사용할 수 있다. 따라서, 조명시스템의 효율이 향상된다. 상기 가능한 방법은 도 3a 내지 도 3d에 도시되어 있다.
최대의 광출력을 실현하기 위해서, 광원이 존재하지 않는 각각의 단부면에 반사기(31)를 제공하여, 반사기(31)에 도달하는 광을 광도파관(9) 내에 확보하고 또한 이를 원하는 방향의 편광으로 화상 디스플레이 패널(5)을 향해 전부결합되게 할 수 있다. 양호하게는, 이 반사기는 편광소멸 효과를 가진다. 반사기에 도달하는 원하지 않은 방향의 편광을 가진 광이 편광소멸되므로, 이들의 약 절반은 적합한 방향의 편광을 즉시 가지게 될 것이다. 반사기가 편광소멸하지 않으면, 편광소멸은 광도파관을 이루는 재료의 복굴절의 정도에 의존한다.
조명시스템이 매우 높은 콘트라스트가 필요한 화상 디스플레이 장치 내에 사용되면, 여분의 편광기가 화상 디스플레이 패널을 마주하는 조명시스템의 측면에 배치되어, 원하지 않은 방향의 편광을 가지는 광이 화상 디스플레이 패널을 통과하는 것을 방해할 수 있다. 이 편광기가 반사 편광기라면, 반사된 광은 조명시스템으로 회복될 것이고 광의 손실은 거의 없다.
더욱이, 조명시스템(3)에는 빔에 방사선을 집중시키는 요소(33)를 제공할 수 있다(도 1). 이 요소(33)는 예를 들어 일차원 또는 이차원 프리즘 구조로서 구현될 수 있다. 조명시스템으로부터 나오는 광은 이로써, 광이 광도파관을 떠나는 각도보다 작은 각도 내로 빔을 집중시킬 수 있으므로, 주어진 관측각 내에서 휘도의 증가를 가져온다. 광이 빔에 집중되는 각도 범위, 그러므로 큰 휘도가 바람직한 관측각은 요소(33)의 재료의 굴절율과 프리즘 에지의 경사각에 의해 결정된다. 평면 패널 화상 디스플레이 장치 내에 이러한 방사선 집중 요소(radiation-concentrating element)의 사용은 예를 들어 JP-A 2-257188의 영문초록에 알려져 있다.

Claims (16)

  1. 출구면과 복수의 단부면들을 가진 광학적으로 투명한 재료의 광도파관으로서, 복수의 단부면들 중 적어도 하나와 대향하여 광원이 위치되고, 그 광원으로부터의 광은 상기 도파관의 상기 단부면에 결합될 수 있는, 상기 광도파관과,
    상기 광원에 의해 방출된 광을 편광시키기 위해 상기 광도파관과 일체로 된 편광수단을 포함하는, 조명 시스템(illumination system)에 있어서,
    상기 편광 수단은 상기 광도파관의 상기 출구면과 대향하여 위치된, 상기 광도파관의 표면 상에 존재하는 반사 편광기에 의해 구성되어 있고, 상기 광도파관으로부터 떨어진 상기 편광기의 표면에는 확산기가 제공되는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 반사기가 상기 반사 편광기로부터 떨어진 확산기의 측면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 반사기는 편광 회전 또는 편광소멸(depolarizing) 반사기인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 반사기는 실질적으로 완전히 반사하는 입자들을 포함하는 포일(foil)인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 편광소멸 효과를 가진 반사기는 광원으로부터 떨어진 적어도 하나의 단부면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 반사 편광기는 콜레스테릭(cholesteric) 편광기인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 편광기는 액정 폴리머 재료의 단일 층으로서 구현되고, 상기 층 내의 분자 나선(molecular helix)의 피치는 전체 가시 파장 영역을 커버하는데 필요한 반사 대역의 상한값과 하한값 각각에 대응하는 두 값들 사이에서 실질적으로 연속적으로 변하는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 조명시스템은 n.λ/4 플레이트를 포함하며, 여기서 n은 기수(odd number)인 정수인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 n.λ/4 플레이트는 상기 광도파관의 출구면 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 n.λ/4 플레이트는 콜레스테릭 층과 광도파관 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 n.λ/4 플레이트는 광도파관으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 반사 편광기는 복굴절 재료를 포함하는 층들의 스택(stack), 또는 번갈아 복굴절(birefringent)과 비복굴절(non-birefringent)의 층들의 스택으로서 구현되는 선형 편광기인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 확산기는 상기 반사 편광기의 표면 상에 제공되는 박막인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 확산기는 상기 반사 편광기의 표면에 제공되는 광확산 구조(light-diffusing structure)인 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 광확산 구조는 불연속 확산 영역들(discrete diffusing areas)의 패턴에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명시스템.
  16. 디스플레이될 화상정보에 따라 조명시스템에 의해 발생된 광의 편광 방향을 변조하기 위한 화상 디스플레이 패널이 제공된 조명시스템과 분광기(analyzer)를 포함하는 평면 패널 화상 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 조명시스템은 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 조명시스템인 것을 특징으로 하는 평면 패널 화상 디스플레이 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140055992A (ko) * 2012-10-31 2014-05-09 애플 인크. 디스플레이 백라이트용 통합 반사기를 갖춘 도광판

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19538893A1 (de) * 1995-10-19 1997-04-24 Bosch Gmbh Robert Beleuchtungskörper mit einem Diffusor
JP3479977B2 (ja) * 1996-09-17 2003-12-15 セイコーエプソン株式会社 表示装置及びそれを用いた電子機器
US6334689B1 (en) * 1997-01-30 2002-01-01 Hitachi, Ltd. Liquid crystal display
JP2001511940A (ja) * 1997-02-13 2001-08-14 アライドシグナル・インコーポレーテッド 光を再循環させて輝度を向上させる照射装置
US6359668B1 (en) 1997-05-14 2002-03-19 Seiko Epson Corporation Display device and electronic apparatus using the same
JP2000515265A (ja) * 1997-05-30 2000-11-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 反射偏光子を設けられた液晶表示装置、及び反射偏光子
US6068381A (en) * 1998-01-29 2000-05-30 Nu-Tech & Engineering, Inc. Back lighting device with central opening frame member and a unitized lamp and rigid radially extended terminals assembly
JP3521058B2 (ja) * 1998-06-12 2004-04-19 株式会社エンプラス 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置
JPH11352479A (ja) * 1998-06-12 1999-12-24 Dainippon Printing Co Ltd バックライト装置及び透過型表示装置
GB2340280A (en) * 1998-08-03 2000-02-16 Lite On Electronics Inc Grating structure for lightguide of a display backlight
EP1039333A4 (en) * 1998-09-25 2001-01-03 Citizen Watch Co Ltd LIQUID CRYSTAL DISPLAY
US6952310B1 (en) * 1999-05-12 2005-10-04 Nitto Denko Corporation Light pipe and polarized-light source
JP2000321572A (ja) * 1999-05-17 2000-11-24 Nitto Denko Corp 液晶表示装置
JP2001042125A (ja) * 1999-08-04 2001-02-16 Nitto Denko Corp 偏光部材、光学部材及び液晶表示装置
JP2001051268A (ja) * 1999-08-17 2001-02-23 Nitto Denko Corp 液晶表示装置
AU2515200A (en) 1999-09-20 2001-04-24 3M Innovative Properties Company Optical films having at least one particle-containing layer
US6822711B1 (en) * 1999-09-30 2004-11-23 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display apparatus using polarizing element transmitting one of two polarizing components crossing at right angles and reflecting the other component
WO2001029355A1 (en) * 1999-10-19 2001-04-26 The Stanley Works Automatic door assembly with an on-board display device
JP4387014B2 (ja) * 1999-12-06 2009-12-16 日東電工株式会社 液晶表示装置
TW454098B (en) * 1999-12-31 2001-09-11 Lee Chih Kung The configuration of a backlight module that can control the polarization state of the output light beams
KR20010113739A (ko) * 2000-01-14 2001-12-28 요트.게.아. 롤페즈 디스플레이 디바이스
US7583335B2 (en) 2000-06-27 2009-09-01 Citizen Holdings Co., Ltd. Liquid crystal display device
US8054416B2 (en) * 2000-08-15 2011-11-08 Reflexite Corporation Light polarizer
WO2002014909A2 (en) * 2000-08-15 2002-02-21 Reflexite Corporation A light polarizer
US7070280B2 (en) * 2001-07-04 2006-07-04 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Method for the generation of light of a given polarization state
US6663262B2 (en) 2001-09-10 2003-12-16 3M Innovative Properties Company Backlighting transmissive displays
JP2003295183A (ja) * 2002-03-29 2003-10-15 Citizen Watch Co Ltd 液晶表示装置の平面照明装置
US6999665B2 (en) * 2002-10-09 2006-02-14 Scram Technologies, Inc. Display panel having dual directional diffusion
US7044627B2 (en) * 2003-05-30 2006-05-16 Mertz John C Display retainer and backlight
TW200602585A (en) * 2004-03-16 2006-01-16 Koninkl Philips Electronics Nv High brightness illumination device with incoherent solid state light source
KR101093227B1 (ko) * 2005-04-15 2011-12-13 삼성전자주식회사 도광판, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및이를 갖는 표시장치
KR100661365B1 (ko) * 2005-04-27 2006-12-27 삼성전자주식회사 액정표시장치
CN100483207C (zh) * 2005-06-17 2009-04-29 清华大学 导光板与背光模组
US20060290845A1 (en) * 2005-06-24 2006-12-28 Hebrink Timothy J Polarization sensitive illumination element and system using same
US20060290843A1 (en) * 2005-06-24 2006-12-28 Epstein Kenneth A Illumination element and system using same
US8023065B2 (en) * 2005-06-24 2011-09-20 3M Innovative Properties Company Optical element for lateral light spreading in edge-lit displays and system using same
US7903194B2 (en) * 2005-06-24 2011-03-08 3M Innovative Properties Company Optical element for lateral light spreading in back-lit displays and system using same
CN100376970C (zh) * 2005-07-20 2008-03-26 清华大学 导光板与背光模组
KR20070024090A (ko) * 2005-08-26 2007-03-02 엘지전자 주식회사 프리즘 시트 및 액정 표시 소자에 사용되는 백라이트 장치
TWI369550B (en) * 2006-12-01 2012-08-01 Taiwan Tft Lcd Ass Optical film and manufacturing method thereof and substrate structure and display panel using the optical film
TWI341376B (en) * 2007-12-31 2011-05-01 Ind Tech Res Inst Illuminating apparatus of a polarization light
KR101518734B1 (ko) * 2008-12-23 2015-05-12 삼성전자주식회사 편광된 광을 제공하는 백라이트 유닛 및 이를 채용한 디스플레이 장치
US8786643B2 (en) * 2009-07-07 2014-07-22 Dolby Laboratories Licensing Corporation Edge-lit local dimming displays, display components and related methods
WO2014006490A1 (en) * 2012-07-04 2014-01-09 Kraslex Ltd. Display module and structure with such module
CN102981308B (zh) * 2012-11-30 2015-02-18 京东方科技集团股份有限公司 透明显示器
US10101519B2 (en) 2013-09-30 2018-10-16 Continental Automotive Systems, Inc. Lighting assembly for display illumination
DE102016204622A1 (de) * 2016-03-21 2017-09-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit der Beleuchtungsvorrichtung
DE102018221841A1 (de) 2018-12-14 2020-06-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Beleuchtbare Anzeigevorrichtung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995017699A1 (en) * 1993-12-21 1995-06-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Reflective polarizer display

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH600366A5 (ko) * 1976-05-20 1978-06-15 Ebauches Sa
US4212048A (en) * 1978-06-16 1980-07-08 General Electric Company Illuminator for reflective dichroic liquid crystal displays
JP2862571B2 (ja) * 1988-07-28 1999-03-03 株式会社東芝 透過型液晶表示装置
JPH0670882B2 (ja) * 1988-08-23 1994-09-07 株式会社明拓システム 単板使用エッジライトパネル
JPH02257188A (ja) * 1989-03-30 1990-10-17 Dai Ichi Seiko Co Ltd 光拡散装置
SG50550A1 (en) * 1989-07-10 2002-04-16 Rolic Ag Polarisator
US5217794A (en) * 1991-01-22 1993-06-08 The Dow Chemical Company Lamellar polymeric body
TW594115B (en) * 1992-10-09 2004-06-21 Asahi Glass Co Ltd A liquid crystal display device and an illumination device for a direct viewing type display element
US5325218A (en) * 1992-12-31 1994-06-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Cholesteric polarizer for liquid crystal display and overhead projector
EP0606939B1 (en) * 1993-01-11 1998-05-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system and display device including such a system
TW289095B (ko) * 1993-01-11 1996-10-21
JP3278521B2 (ja) * 1994-01-28 2002-04-30 松下電器産業株式会社 背面投写型画像表示装置
KR100341704B1 (ko) * 1994-07-12 2002-12-18 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 조명시스템,조명시스템용선형편광기와조명시스템을구비하는표시장치
US5751388A (en) * 1995-04-07 1998-05-12 Honeywell Inc. High efficiency polarized display
JPH095739A (ja) * 1995-06-22 1997-01-10 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 導光シ−ト及びその製造方法、及び前記導光シ−トを用いたバックライト及び前記バックライトを用いた液晶表示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995017699A1 (en) * 1993-12-21 1995-06-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Reflective polarizer display

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140055992A (ko) * 2012-10-31 2014-05-09 애플 인크. 디스플레이 백라이트용 통합 반사기를 갖춘 도광판
KR101639107B1 (ko) 2012-10-31 2016-07-12 애플 인크. 디스플레이 백라이트용 통합 반사기를 갖춘 도광판
US10061158B2 (en) 2012-10-31 2018-08-28 Apple Inc. Light guide plate with integrated reflector for display backlight

Also Published As

Publication number Publication date
DE69632813T2 (de) 2005-06-30
WO1997008583A1 (en) 1997-03-06
US5856855A (en) 1999-01-05
KR970707460A (ko) 1997-12-01
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