KR20020041400A - 다색의 반사 액정 디스플레이를 갖는 장치를 위한 조명 유닛 - Google Patents

다색의 반사 액정 디스플레이를 갖는 장치를 위한 조명 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR20020041400A
KR20020041400A KR1020027000048A KR20027000048A KR20020041400A KR 20020041400 A KR20020041400 A KR 20020041400A KR 1020027000048 A KR1020027000048 A KR 1020027000048A KR 20027000048 A KR20027000048 A KR 20027000048A KR 20020041400 A KR20020041400 A KR 20020041400A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
flat waveguide
light source
diffraction grating
tuned
Prior art date
Application number
KR1020027000048A
Other languages
English (en)
Inventor
반산텐헬마르
오페이윌렘지.
Original Assignee
요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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 요트.게.아. 롤페즈, 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 요트.게.아. 롤페즈
Publication of KR20020041400A publication Critical patent/KR20020041400A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0056—Means for improving the coupling-out of light from the light guide for producing polarisation effects, e.g. by a surface with polarizing properties or by an additional polarizing elements

Abstract

반사 액정 디스플레이(1)는 전 조명 장치가 제공된다. 전 조명 장치는 적어도 하나의 기판 회절 격자(7)가 제공된 적어도 하나의 기판에 플랫 도파관(2)을 포함한다. 회절 격자(7)의 주기는 그 광의 파장의 순서로 이루어진다. 광원(4)은 하나 이상의 컬러들을 발생시키고, 그 광 컬러는 플랫 도파관(2)에 순차적으로 결합된다. 회절 격자(7)는 분리 영역들(10, 11, 12)로 분할된다. 각각의 분리 영역(10, 11, 12)은 광원(4)에 의해서 발생된 광의 하나의 특정 파장으로 동조된다. 각각의 분리 영역(10, 11, 12)은 플랫 도파관의 표면이 대다수의 스몰 영역들(10-1, 11-1, 12-1, ... 10-11, ... 12-41)로 세분되도록 다양한 스몰 영역들로 세분된다. 각각의 스몰 영역(10-1, 11-1, 12-1, ... 10-11, ... 12-41)은 다른 광 파장으로 동조된 스몰 영역들(10-1, 11-1, 12-1, ... 10-11, ... 12-41)에 의해 경계지어져 있다. 편광기(6)는 반사 액정 디스플레이(1)와 마주보고 한 방향으로 편광된 광을 반사하고, 상기 한방향을 가로지르는 방향으로 화상 방식으로(image-wise) 편광된 광을 전달하기 위해 도파관(2) 위에 존재한다.

Description

다색의 반사 액정 디스플레이를 갖는 장치를 위한 조명 유닛{Illumination unit for a device having a multi-color reflective liquid crystal display}
그러한 조명 유닛은 유럽 특허 출원 EP-A-0 778 484 호에 공지되어 있다. 이 문서에 기재된 플랫 도파관은 서로 위치되어 있는 두 부분들을 포함한다. 한 부분은 광에 대해 이방성이므로 복굴절(birefringence)을 나타내는 반면에, 다른 부분은 등방성이다. 두 부분들 간의 간섭은 격자 모양(grating-shaped)이며, 1차원 격자로 형성된다. 컬러 선택은 플랫 도파관과 반사 액정 디스플레이의 반사부들 사이의 컬러링된 필터들에 의해 이뤄진다. 플랫 도파관의 등방성 부분의 굴절률(refractive index)은 바람직하게는 플랫 도파관의 이방성 부분의 두개의 굴절률들 중 하나와 동일해야 한다.
앞서 공지된 장치의 결점은 제조하기에 용이하지 않다는 것이고, 서로에 대해 위치되어야 하는 복수의 요소들을 포함한다.
본 발명은 LCD에 직면한 하부측 및 LCD로부터 먼 상부측을 갖는 LCD 상의 플랫 도파관, 및 그 플랫 도파관에 광을 결합하기 위한 광원을 포함하는, 반사 액정 디스플레이(LCD)를 갖는 장치를 위한 조명 유닛에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 유닛의 스케일대로 그려지지 않은 측면도.
도 2는 스몰 영역들이 플랫 도파관의 표면 영역 상에 분포될 수 있는 다른 가능성들을 도시한 도면.
본 발명의 목적은 반사 액정 디스플레이를 갖는 장치에 대한 조명 유닛을 제공하기 위한 것이며, 그 유닛은 간단한 구조를 가지며, 동일한 반사율들을 가지고, 투명하고, 컬러링되지 않고, 격자의 형태로 서로 대향하여 위치되어야만 하는 재료들의 선택을 요구하지 않는다.
본 발명에 따라서, 이러한 목적은 광원이 복수의 컬러들의 광을 하나씩 걸러(alternately) 방출하도록 적응되어 있고, 여기서 복수는 하나로도 할 수 있으며, 회절 격자는 적어도 광원에 의해 방출된 복수의 다른 광 컬러들만큼 다른 광 컬러들로 동조된 많은 영역들을 포함한다.
그리하여, 간단한 구조가 동일한 반사율을 갖는 투명하고 컬러링되지 않은 재료들을 선택하지 않아도, 그리고, 격자의 형태로 서로 대향하는 부분들을 위치시키기 위한 필요성 없이도, 한 컬러의 광을 방출하는 광원에 대해 가능하다는 것이 달성된다. 부가하여, 보다 많은 광의 컬러들을 방출하는 광원에 대해, 광원에 의해 한정된 광의 단지 한가지 컬러가 반사 액정 디스플레이를 향한 플랫 도파관을 통해 매시간 전송되도록 그 광의 컬러 선택이 회절 격자의 수단으로 시간-연속적으로 발생한다. 이 광이 정확한 도파관을 가지고 화상의 형성에 기여할 수 있기 위해서 정확한 각으로 입사한다면, 회절 격자는 반사 액정 디스플레이를 향한 예각으로 입사하는 광을 회절시킨다. 플랫 도파관을 향한 반사 액정 디스플레이에 의해 연속적으로 반사된 광은 그 경로 상의 격자와 더 이상 마주치지 않으며, 그 격자는 이러한 격자 상에서 반사가 발생되는 속성들을 가진다. 그러므로, 반사 액정 디스플레이로부터 나오는 광은 방해받지 않는 방법으로 그 격자를 통과한다.
본 발명에 따른 조명 유닛의 바람직한 실시예는 동조된 영역들이 플랫 도파관의 관련측 상에 분배되는 스몰 영역들로 세분되는 것을 특징으로 한다.
이러한 방법으로, 반사 액정 디스플레이의 조명은 그 반사 액정 디스플레이의 모든 반사 요소들이 충분히 균일한 방법으로 설명되도록 반사 액정 디스플레이의 표면 영역을 가로질러 고르게 분배됨이 보장된다.
본 발명에 따른 유닛의 또 다른 바람직한 실시예는 회절 격자의 스몰 영역의 격자 간격이 그것이 동조된 광파장의 정도인 것을 특징으로 한다.
그리하여, 그 광의 컬러의 선명한 선택이 가능하게 되고, 그 광이 액정 디스플레이의 소망의 방향으로 특히, 광의 관련 색으로 동조된 영역으로 회절 격자에 의해 정확하게 반사되는 것이 달성된다. 또한, 모든 다른 광 컬러들은 제일 처음 언급된 컬러로 동조된 영역 상에 흩뿌려지지만, 이것은 반사 액정 디스플레이의 반사 요소 상에서의 반사 후에, 이러한 다른 컬러들의 광선(light ray)들이 시청자가 볼 수 있는 화상에 기여하지 못하는 방향을 갖는 결과와 다른 방향으로 발생한다. 이는 반사 액정 디스플레이가 1/2 인치(inch) 정도의 작은 크기를 갖는 상황에 특히 중요하고 유리하며, 그 화상은 광학 장치로 보여져야 한다. 그러한 상황에서, 단지 관련 광학 시스템에 도달하는 광선들이 중요하다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예는 다른 광 컬러들에 대한 스몰 영역들이 플랫 도파관의 관련측 상에 고르게 분배되는 것을 특징으로 한다.
그리하여, 반사 액정 디스플레이 의 균일한 조명이 광원에 의해 방사되는 광의 모든 컬러로서 가능함이 달성된다.
본 발명에 따른 유닛의 또 다른 바람직한 실시예는 스몰 영역들의 전체 표면 영역들이 그 광원에 의해 방사된 다른 광 컬러들의 강도들(intensities)에 서로 반비례하는 것을 특징으로 한다.
그리하여, 광원이 각각의 컬러에 대해 동일한 강도의 광을 방사하지 않는 경우, 시청자는 광원에 의해 동일한 강도로 방사되는 모든 컬러의 광을 인식하도록, 화상의 강도가 최종적으로 그 화상을 구성하는 다른 광 컬러들 간의 양호한 균형을 나타내는 것이 달성된다. 또한, 다른 광 컬러들에 대한 광원들의 선택이 그 광원에 의해 방사되는 다른 광 컬러들의 강도들이 서로 정확히 동일해야 하는 상황보다도 더 크다는 것이 달성된다.
본 발명에 따른 유닛의 또 다른 바람직한 실시예는 광원으로부터의 광이 편광되는 것을 특징으로 한다.
그리하여, 회절 격자의 효율성이 증가하는 것이 달성된다. 특히, 회절 격자의 영역들의 격자 간격들이 그 영역들이 동조된 광파장의 정도인 상황에서, 광원에 의해 플랫 도파관에 결합된 광의 편광은 중요한 역할을 한다. 광원에 의해 방사되는 광의 편광은 최후의 화상이 광원에 의해 방사되는 광이 편광되지 않은 경우보다 상당히 높은 콘트라스트비를 가짐을 보장한다.
본 발명에 따른 유닛의 다른 바람직한 실시예는 편광기가 플랫 도파관의 상부측에 가까이 배치되는 것을 특징으로 한다.
그리하여, 광원에 의해 방사된 광의 편광 방향에 대응하지 않으므로 콘트라스트-감소 효과를 갖는 방향으로 편광된 광이 차단되어, 화상의 콘트라스트가 강화된다.
본 발명에 따른 유닛의 다른 바람직한 실시예는 편광기가 반사 편광기인 것을 특징으로 한다.
반사 편광기는 제 1 방향으로 편광된 입사광을 반사하고, 그에 수직인 제 2 방향으로 편광된 광을 전송하는 재료이다. 그리하여, 효율성이 편광된 광이 반사되는 방향에 관하여 반사 편광기의 정확한 위치의 경우에서 상당히 강화될 수 있음이 달성된다. 이러한 관계에 있어서, 졍확한 방향은 반사 편광기가 광원에 의해 방사된 편광된 광과 동일한 편광 방향을 갖는 광을 반사하고, 다른 경우에는, 편광된 광이 통과되는 것을 의미한다.
본 발명의 이들 및 다른 관점들이 본 명세서에 기재된 실시예들을 참조하여 보다 명백하고, 명료해질 것이다.
도 1은 공지된 반사 액정 디스플레이(1), 플랫 도파관(2), 및 광학 시스템(3)을 도식적으로 횡단면을 도시한다. 광원(4) 및 편광기(5)가 플랫 도파관(2)에 근접하게 배치된다. 편광기(6)가 플랫 도파관(2) 위에 배치된다. 플랫 도파관(2)은 반사 액정 디스플레이(1)로부터 멀다. 회절 격자(7)는 광원(4)에 의해방사된 광의 정도인 격자 간격을 갖는다. 광원(4)은 한가지 컬러 또는 적어도 두가지의 다른 광 컬러들을 방사한다. 도 1의 조명 유닛이 실제 컬러들에서 화상들을 디스플레이하기 위해 사용되는 경우, 광원(4)에 의해 방사된 광의 컬러들의 수는 3가지, 즉, 적색, 녹색, 청색이 될 것이다. 두가지 이상의 광의 컬러들이 사용될 경우, 회절 격자(7)는 다른 영역들로 분할되고, 각각의 영역은 광원(4)에 의해 방사된 광의 컬러들 중 하나로 동조되는 격자 간격을 갖는 반면, (기껏해야) 광원에 의해 방사된 광의 컬러들이 존재하는 만큼의 영역들이 존재한다.
도 2는 플랫 도파관(2)의 표면 영역 상에 분포될 수 있는 상기 다른 영역들을 임의의 방법으로 도시한다. 도 2는 도 1에 도시된 플랫 도파관(2)의 상부측을 도시한다. 그늘진 각 형태는 회절 격자(7)의 격자 간격이 광의 특정 컬러로 동조된다. 적절한 경우에, 예를 들어, 적색광, 녹색광 및 청색광에 대응하는 그늘진 세가지 형태가 존재한다. 플랫 도파관(2)에 결합된 광의 방향은 화살표(A)로 표시된다. 도 2(a)에서, 각각의 영역은 다른 스트립-모양(strip-shaped)의 스몰 영역들(10-1, 11-1, 12-1, 10-2, 11-2, 12-2, ... 등)로 세분된다. 그 스트립들(10-n)은 제 1 컬러의 광이 소정의 방향으로 회절되도록한 스몰 영역인 반면, 스트립들(11-n)은 동일한 방향으로 또 다른 광 컬러를 회절시키고, 스트립들(12-n)은 동일한 방향으로 또 다른 광 컬러를 회절시킨다. 스몰 영역들(10-n, 11-n, 12-n)의 최소 크기는 바람직하게는 실질적으로 격자 간격보다 크고, 반사 액정 디스플레이(1)의 인접한 픽셀들 간의 거리와 동일한 정도가 될 수 있다. 도 2a에서 스몰 영역들(10-n, 11-n, 12-n)의 세로 방향은 반사 액정 디스플레이(1)의 픽셀들이 병치된(juxtaposed) 방향에 대응한다고 추측된다.
도 2b는 도 2a에서와 같이, 동일한 스트립 방식으로 배치된 스몰 영역들을 도시하지만, 스트립 방식의 영역들의 세로 방향은 그 반사 액정 디스플레이(1)의 픽셀들이 병치되는 방향으로 각 α만큼 연장된다. 이러한 방식으로, 가능한 무아레(Moire) 패턴들을 방지하기에 보다 간단하다.
도 2c는 특정 컬러에 대한 스몰 영역들이 플랫 도파관(2)의 표면 영역에 분포될수 있는 제 3의 배치를 도시한다. 다시 여기서, 동일한 방식으로 그늘진 스몰 영역들은 격자 간격이 동일하고, 광원(4)에 의해 방사된 광의 특정 컬러로 변조되는 동일한 영역에 관련된다.
광의 하나 이상의 컬러가 사용되는 경우, 광원(4)에 의해 방사된 광의 강도와 회절 격자(7)의 효율성 양자 모두가 각각의 컬러에 대해 다를 수 있다. 시청자에 의해 보여지는 최후의 화상의 만족성 또는 소망의 컬러 균형을 보장하기 위해, 동조된 영역들의 전체 표면 영역들은 광원에 의해 방사된 광의 컬러들의 강도에 서로 반비례할 수 있고, 또한 다른 광 컬러들에 대한 회절 격자들(7)의 효율성에 서로 반비례할 수 있다.
도 1로 되돌아가면, 유닛의 동작이 명료하게 될 것이다. 다음 설명에서, 광의 특정 컬러, 즉, 광의 특정 도파관을 참조하여 기재될 것이다. 정확하게 동일한 것은 다른 컬러들에 적용시킨다. 명료함과 이해를 위해, 도 1의 회절 격자(7)의 횡단면은 세가지 다른 스몰 영역들(13, 14, 15)로 도시된다. 스몰 영역들(13, 15)은 동일한 영역과 관련되고, 즉, 그들이 동일한 격자 간격을 가지고, 반면에, 스몰 영역(14)은 다른 영역과 관련되고, 즉, 스몰 영역(14)에서의 격자 주기가 스몰 영역들(13, 15)에서의 격자 주기와 다르다. 원래 공지되어 있는 방법에서, 예를 들어, 유럽 특허 제 EP-A-0 778 484 호 및 미국 특허 제 US-A-5,506,929 호를 보면, 광원(4)으로부터의 광은 편광기(5)를 경유하여 플랫 도파관(2)으로 결합된다. 플랫 도파관(2) 내에서, 전 반사(total reflection)가 그 상부측 및 그 하부측에서 발생한다. 그러나, 회절 격자의 존재에 기인하여, 그 밖에 무언가가 상부측에 발생할 수 있다. 만약, 도 1에서 가정된 바와 같이, 스몰 영역(3, 15)에서의 회절 격자의 격자 간격이 광원(4)에 의해 입사할 때 방사되는 광의 파장으로 동조된다면, 입사광의 일부는 반사 액정 디스플레이(1)의 방향의 광선에 의해 도시된 바와 같이, 수직하방으로 회절된다. 그러나, 광의 보다 큰 부분은 플랫 도파관(2)의 하부측 상의 광선(ray)(18)으로서 반사되는 반사 광선(17)의 형태로 격자 상에서 반사된다. 상기 반사 광선들(17, 18)은 완전 반사(full reflection)들이다. 이것은 플랫 도파관(2)에 대한 재료를 선택함으로써 달성되며, 광선들이 상부측과 하부측 상의 입사 광선들과 이러한 상부측 및 하부측 사이의 각은 플랫 도파관(2) 및 공기의 관련 재료 사이의 천이에 대한 임계각보다 작은, 광원(4)으로부터의 플랫 도파관(2)으로 결합되는 그러한 각을 선택함으로써 달성된다. 그 광선(16)은 반사 액정 디스플레이(1)의 픽셀에 의해서 역으로 반사되며, 편광의 변경 범위인지 아닌지는 그 광선(16)으로부터의 광의 컬러의 광량이 그 화상의 특정 위치 및 그 순간에 요구되는 지의 여부에 의존한다. 그 광선(16)의 컬러의 광이 화상 상태(situ)로 실제로 요구된다고 가정하면, 그 광선(16)은 반사 액정 디스플레이의 거울에 의한 상태로반사된다. 그 반사(도시되지 않음)는 회절 격자가 반사 광선의 회절을 발생시킬 격자 간격을 갖지 않는 방향으로 발생하며, 그 반사 광선은 실질적으로 시청자 또는 광학 시스템(3)의 방향으로 플랫 도파관(2) 및 회절 격자(7)를 통해 완전히 통과한다.
만약, 회절 격자(7)의 격자 간격이 광원(4)에 의해 방사되는 광의 컬러로 동조되지 않는다면, 어떤 반사도 반사 방향을 제외한 특정 방향으로 발생하지 않거나, 또는 반사가 도 1의 광선(19)에 의해 도시된 바와 같이, 반사 액정 디스플레이(1)의 표면에 수직으로 지시되지 않는 방향으로 발생한다. 광선(19)은 스몰 영역(14)에서의 격자 간격이 스몰 영역들(13, 15)이 동조되는 광원(4)에 의해 방사되는 광의 컬러에 대한 상태로 동조되지 않는 결과를 가진다. 광선(19)이 반사 액정 디스플레이(1)의 픽셀에서의 각에 입사하기 때문에, 광선(20)에 의해 지시되는 그의 가능한 반사가 흡수되거나 또는 시청자에 의해 또는 광학 시스템(3)에 의해 관찰되지 않는 방향으로 사라질 것이다.
편광기(5)는 광의 편광의 방향이 사용된 광파장의 정도의 격자 간격으로 회절 격자(7)를 사용할 경우, 광의 회절의 역할을 한다. 특히, P-편광 파장이 회절 격자(7) 내지 광선들(16, 19)에 의해 회절되고, S-편광 파장이 훨씬 적은 범위로 회절되거나, 또는 회절되지 않을 것이다. 이런 이유 때문에, 편광기(5)는 주요 P-편광 파장들이 플랫 도파관(2)으로 결합되는 방법으로 배치될 것이다.
회절 격자(7)의 물리적 속성들에 기인하여, 회절이 반사 액정 디스플레이(1)의 방향으로 발생할 뿐만 아니라, 광선들(21, 22)에 의해 도 1에 지시된 반대 방향으로도 발생한다. 유사하게, 플랫 도파관(2)을 통해 전파하는 광선들(17, 18)과 같이, 광선들(21, 22)은 P-편광된다. 이들 광선들은 도 1에 도시된 유닛에 의해 발생되는 화상의 콘트라스트를 감소시킨다. 그 편광기(6)는 반사 액정 디스플레이의 픽셀들로부터 오는 S-편광된 파장들이 방해받지 않는 방법으로 통과할 수 있음을 보장한다. 그러나, 그 P-편광 광선들(21, 22)은 편광기(6)에 의해 흡수된다.
특히 유리한 실시예는 편광기(6)가 반사 편광기라는 것이다. 이 경우, 액정 디스플레이(1)의 픽셀들로부터 오는 S-편광 파장은 여전히 통과되지만, P-편광된 파장들은 흡수되는 것이 아니라 반사된다. 그리하여, 그 광선(21)이 반사 액정 디스플레이(1)를 향해 반사 편광기(6)에 의해 역으로 반사되기 때문에, 유닛의 효율성이 강화되는 것이 달성된다. 편광 방향이 관련 픽셀에서의 반사에 기인하여 P-편광으로부터 S-편광으로 변경될(적어도 부분적으로) 것이다. 관련 픽셀에 의해 반사된 S-편광된 부분은 반사 편광기(6)에 의해 통과되고, 화상 형성에 기여한다. 이것은 유닛의 효율성을 강화시킨다.
특히 유리한 실시예는 반사 편광(6)이 3M 펌(firm)에 의해 매매되는 이중 휘도 강화 필터(DBEF: Double Brightness Enhancement Filter)로 공지되어 있는 호일이라는 것이다.
도 1에 도시된 구성에서, 격자(7)가 제공되는 플랫 도파관(2)의 상부측과 편광기(6) 사이의 임의의 거리(d)가 있다. 이것은 편광기(6) 및 회절 격자(7) 간의 접촉하는 경우에 격자의 회절 속성들이 없어지기 때문에, 필수적인 것이다. 대안의 실시예가 플랫 도파관(2)의 하부측 상에 회절 격자(7)를 형성함으로써 실현된다.이 경우, 편광기(6)는 플랫 도파관(2)의 상부측에 고정(secure)될 수 있으며, 이 경우 편광기(6)의 반사율은 도파관(2) 내의 광의 전체 내부 반사가 플랫 도파관(2)의 상부측에서 여전히 발생하는 반사율들을 플랫 도파관(2) 및 편광기(6)가 가져야한다는 의미에서 설명될 수 있다.
상기 크기의 회절 격자(7)가 그 표면에 제공될 수 있다면, 플랫 도파관(2)은 다수의 재료들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 적절한 재료가 몰드(mold) 내에 주입-몰딩될(injection-molded) 수 있는 폴리 탄산 에테르(polycarbonate)가 될 수 있다. 이어서, 그 몰드는 필요한 수의 영역들로 분할되는 회절 격자(7)의 "주름(corrugation)"을 포함하며, 각각의 영역은 도 2a, 도 2b, 도 2c에서 예의 방법으로 도시된 바와 같은 방법으로 스몰 영역들로 분할된다. 도 2a, 도 2b, 도 2c에 도시된 것들과는 다른 영역 분할들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 가능함을 본 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다.
반사 액정 디스플레이들이 보통 0.5 내지 1 인치(inch)의 크기를 갖는 매우 작은 형태들로 이루어질 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 조명 유닛들은 매우 작은 화상들이 디스플레이되어야 하는 상황들에서 유리하게 사용될 수 있다. 이것은 예를 들어, 휴대용 전화기들, 포켓 텔레비전(pocket television)들, 손바닥 크기의 재생 장치 등의 경우가 될 수 있다. 그러한 크기들을 갖는 화상들은 거의 육안으로 볼 수 없으며, 그 화상을 보기 위한 보조 장치가 요구될 것이다. 결국, 도 1이 그러한 보조 장치의 광학 시스템(3)을 매우 도식적으로 도시한다. 가장 간단한 형태로서, 그러한 장치는 확대경(magnifying glass)이다. 이것은 마치 수 데시미터에서수 미터까지의 범위의 크기 또는 수 데시미터에서 수 미터까지 변경하는 거리들을 갖는 화상인 것처럼, 시청자를 위해 스몰 영역을 시각화하는 가능성을 제공한다.
비록, 광의 S 및 P 편광들이 앞서 기재되었을지라도, 그들은 서로 교환될 수 있음이 명백해 질 것이고, 즉, 본 발명의 앞서 말한 전체 기재는 또한 S 편광 대신에 P 편광이 해석되고, P 편광 대신에 S 편광이 해석되는 어디로든지 적용시킬 수 있다.
많은 다른 실시예들, 변경들 등이 첨부 청구항들에서 정의되는 바와 같이 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 본 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해될 수 있다.

Claims (14)

  1. 반사 액정 디스플레이(LCD)(1)를 갖는 장치를 위한 조명 유닛에 있어서,
    상기 LCD(1)에 직면하고 있는 하부측 및 상기 LCD(1)로부터 먼 상부측을 갖는 상기 LCD(1) 위의 플랫 도파관(2), 및
    광을 상기 플랫 도파관에 결합시키기 위한 광원(4)을 포함하고,
    상기 광원은 복수의 컬러들의 광을 번갈아 방사하도록 적응되어 있고, 상기 복수는 하나로도 할 수 있으며, 상기 플랫 도파관(2)의 적어도 한 측은 회절 격자(7)가 제공되고, 상기 회절 격자(7)는 상기 광원(4)에 의해 방사되는 복수의 다른 광 컬러들만큼 다른 광 컬러들에 동조되는 많은 영역들(10, 11, 12)을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동조된 영역들(10, 11, 12)은 상기 플랫 도파관의 관련측 상에 분배되는 스몰 영역들(10-1, 11-1, 12-1, ... 10-11 ... 12-41)로 세분되는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회절 격자(7)의 스몰 영역(10-1, 11-1, 12-1, ... 10-11 ... 12-41)의 격자 주기는 그것이 동조된 상기 광파장의 정도인 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다른 광 컬러들에 대한 상기 스몰 영역들(10-1, 11-1, 12-1, ... 10-11 ... 12-41)은 상기 플랫 도파관(2)의 상기 관련측 상에 고르게 분배되는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동조된 영역들(10, 11, 12)의 전체 표면들은 상기 광원(4)에 의해 방사된 상기 다른 광 컬러들의 강도들에 서로 반비례하는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광원(4)은 동일한 강도의 임의의 광 컬러를 방사하고, 그 표면 영역은 다른 동조된 영역들 각각에 대해 동등하게 큰 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동조된 영역들(10, 11, 12)의 전체 표면 영역들은 상기 영역들(10, 11, 12)이 동조되는 상기 다른 광 컬러들에 대한 상기 격자들(7)의 효율성들에 서로 반비례하는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항에 있어서,
    상기 광원(4)으로부터의 상기 광은 편광되는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    편광기(5)가 상기 광원(4) 및 상기 플랫 도파관(2) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    편광기(6)가 상기 플랫 도파관(2)의 상기 상부측에 가까이 배치되는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회절 격자(7)는 상기 플랫 도파관(2)의 상기 상부측에 배치되고, 상기 편광기(6)는 상기 회절 격자(7)와 이격되는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 회절 격자(7)는 상기 플랫 도파관(2)의 상기 하부측에 배치되고, 상기 편광기(6)는 상기 플랫 도파관(2)의 상기 상부측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광기(6)는 반사 편광기(6)인 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 반사 편광기(6)는 호일(foil)인 것을 특징으로 하는, 조명 유닛.
KR1020027000048A 2000-05-04 2001-04-13 다색의 반사 액정 디스플레이를 갖는 장치를 위한 조명 유닛 KR20020041400A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00201618 2000-05-04
EP00201618.6 2000-05-04
PCT/EP2001/004322 WO2001086200A1 (en) 2000-05-04 2001-04-13 Illumination unit for a device having a multi-color reflective liquid crystal display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020041400A true KR20020041400A (ko) 2002-06-01

Family

ID=8171452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027000048A KR20020041400A (ko) 2000-05-04 2001-04-13 다색의 반사 액정 디스플레이를 갖는 장치를 위한 조명 유닛

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6568841B2 (ko)
EP (1) EP1281022A1 (ko)
JP (1) JP2003532918A (ko)
KR (1) KR20020041400A (ko)
TW (1) TW554152B (ko)
WO (1) WO2001086200A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100781383B1 (ko) * 2006-09-14 2007-11-30 비전하이테크 주식회사 색재현성이 향상된 도광판, 이를 이용한 조명장치 및표시장치
KR100818272B1 (ko) * 2006-08-21 2008-04-01 삼성전자주식회사 색분산이 개선된 홀로그래픽 도광판
WO2014028155A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-20 3M Innovative Properties Company Colorful diffractive luminaires providing white light illumination

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6577921B1 (en) * 2000-11-27 2003-06-10 Robert M. Carson Container tracking system
US7639916B2 (en) * 2002-12-09 2009-12-29 Orec, Advanced Illumination Solutions Inc. Flexible optical device
TW594246B (en) * 2003-03-04 2004-06-21 Veutron Corp A planar-light apparatus with a non-straight direction light module and a light-guiding plate
US7682062B2 (en) * 2004-09-09 2010-03-23 Nanogate Advanced Materials Gmbh Illuminating device
JP4556749B2 (ja) * 2005-04-08 2010-10-06 凸版印刷株式会社 導光板および表示装置
JP4586630B2 (ja) * 2005-05-23 2010-11-24 株式会社ニコン 回折型表示装置およびカメラのファインダ内表示装置
WO2006131924A2 (en) 2005-06-07 2006-12-14 Oree, Advanced Illumination Solutions Inc. Illumination apparatus
US8272758B2 (en) 2005-06-07 2012-09-25 Oree, Inc. Illumination apparatus and methods of forming the same
US8215815B2 (en) 2005-06-07 2012-07-10 Oree, Inc. Illumination apparatus and methods of forming the same
US20070124970A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-07 Hjaltason Thor D Transversely-illuminated display
WO2008059319A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Nokia Corporation Spectrum-specific out-coupling of light
JP2008199231A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Fujitsu Ltd 端末装置
EP2158518B1 (en) * 2007-06-14 2015-01-14 Nokia Corporation Displays with integrated backlighting
US20080310185A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-18 Motorola, Inc. Addressable lighting element for a mobile communication device
KR100918381B1 (ko) * 2007-12-17 2009-09-22 한국전자통신연구원 광통신을 위한 회절격자 커플러를 포함하는 반도체집적회로 및 그 형성 방법
US7907804B2 (en) 2007-12-19 2011-03-15 Oree, Inc. Elimination of stitch artifacts in a planar illumination area
US8182128B2 (en) * 2007-12-19 2012-05-22 Oree, Inc. Planar white illumination apparatus
CN101978297A (zh) 2008-03-05 2011-02-16 奥利高级照明解决公司 照明装置及其形成方法
US8297786B2 (en) 2008-07-10 2012-10-30 Oree, Inc. Slim waveguide coupling apparatus and method
US8301002B2 (en) 2008-07-10 2012-10-30 Oree, Inc. Slim waveguide coupling apparatus and method
US20110141395A1 (en) * 2008-07-22 2011-06-16 Sharp Kabushiki Kaisha Backlight unit and liquid crystal display device
JP2011529586A (ja) * 2008-07-28 2011-12-08 ピクセル チー コーポレイション 回折液晶ディスプレイ
US20100135038A1 (en) * 2008-11-30 2010-06-03 Handschy Mark A Frontlights for reflective displays
US20100177077A1 (en) * 2009-01-13 2010-07-15 Honeywell International Inc. High-luminance frontlight assembly and related display systems
US8624527B1 (en) 2009-03-27 2014-01-07 Oree, Inc. Independently controllable illumination device
RU2011146337A (ru) * 2009-04-16 2013-05-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Световодное устройство
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
US8328406B2 (en) 2009-05-13 2012-12-11 Oree, Inc. Low-profile illumination device
WO2010150202A2 (en) 2009-06-24 2010-12-29 Oree, Advanced Illumination Solutions Inc. Illumination apparatus with high conversion efficiency and methods of forming the same
CN102472860B (zh) * 2009-07-09 2016-02-03 皇家飞利浦电子股份有限公司 自由形式照明模块
US8830426B2 (en) 2010-11-17 2014-09-09 Pixel Qi Corporation Color shift reduction in transflective liquid crystal displays
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
US8591072B2 (en) 2011-11-16 2013-11-26 Oree, Inc. Illumination apparatus confining light by total internal reflection and methods of forming the same
WO2014006501A1 (en) 2012-07-03 2014-01-09 Yosi Shani Planar remote phosphor illumination apparatus
US9933684B2 (en) * 2012-11-16 2018-04-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration
US10241330B2 (en) 2014-09-19 2019-03-26 Digilens, Inc. Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
EP3245444B1 (en) 2015-01-12 2021-09-08 DigiLens Inc. Environmentally isolated waveguide display
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
KR102274752B1 (ko) * 2015-09-05 2021-07-08 레이아 인코포레이티드 헤드 추적을 갖는 멀티빔 회절 격자 기반 디스플레이
EP3359999A1 (en) 2015-10-05 2018-08-15 Popovich, Milan Momcilo Waveguide display
EP3433659A1 (en) 2016-03-24 2019-01-30 DigiLens, Inc. Method and apparatus for providing a polarization selective holographic waveguide device
WO2018102834A2 (en) 2016-12-02 2018-06-07 Digilens, Inc. Waveguide device with uniform output illumination
US10545346B2 (en) 2017-01-05 2020-01-28 Digilens Inc. Wearable heads up displays
RU2707962C1 (ru) * 2018-12-18 2019-12-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Двухслойный суперконденсатор
CN113692544A (zh) 2019-02-15 2021-11-23 迪吉伦斯公司 使用集成光栅提供全息波导显示的方法和装置
KR20210134763A (ko) * 2019-03-12 2021-11-10 디지렌즈 인코포레이티드. 홀로그래픽 도파관 백라이트 및 관련된 제조 방법
KR20220016990A (ko) 2019-06-07 2022-02-10 디지렌즈 인코포레이티드. 투과 및 반사 격자를 통합하는 도파관 및 관련 제조 방법
EP4022370A4 (en) 2019-08-29 2023-08-30 Digilens Inc. VACUUM BRAGG GRATINGS AND METHODS OF MANUFACTURING
JPWO2021106749A1 (ko) * 2019-11-26 2021-06-03

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4506949A (en) * 1983-05-27 1985-03-26 Rca Corporation Diffractive color separation filter
US5748828A (en) * 1993-11-10 1998-05-05 Alliedsignal Inc. Color separating backlight
US5506929A (en) * 1994-10-19 1996-04-09 Clio Technologies, Inc. Light expanding system for producing a linear or planar light beam from a point-like light source
JPH09218407A (ja) * 1995-12-05 1997-08-19 Canon Inc 照明装置、及び該照明装置を備えた液晶装置
FR2751398B1 (fr) * 1996-07-16 1998-08-28 Thomson Csf Dispositif d'eclairage et application a l'eclairage d'un ecran transmissif

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100818272B1 (ko) * 2006-08-21 2008-04-01 삼성전자주식회사 색분산이 개선된 홀로그래픽 도광판
KR100781383B1 (ko) * 2006-09-14 2007-11-30 비전하이테크 주식회사 색재현성이 향상된 도광판, 이를 이용한 조명장치 및표시장치
WO2014028155A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-20 3M Innovative Properties Company Colorful diffractive luminaires providing white light illumination

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001086200A1 (en) 2001-11-15
TW554152B (en) 2003-09-21
EP1281022A1 (en) 2003-02-05
US20010046142A1 (en) 2001-11-29
US6568841B2 (en) 2003-05-27
JP2003532918A (ja) 2003-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20020041400A (ko) 다색의 반사 액정 디스플레이를 갖는 장치를 위한 조명 유닛
US9664824B2 (en) Display comprising an optical waveguide and switchable diffraction gratings and method of producing the same
JP4949500B2 (ja) 偏光回折性の導光体、バックライト、および表示装置
US7068910B2 (en) Light generating device having polarized light emitting waveguide plate
KR100506088B1 (ko) 액정표시장치
KR101270165B1 (ko) 반사 투과형 디스플레이 패널 및 이를 채용한 디스플레이장치
US11119268B2 (en) Display apparatus, backlight module in display apparatus, and method of displaying image
KR20040039400A (ko) 도파관, 가장자리-발광 조명 장치 및 이들을 포함하는디스플레이
JP2003057652A (ja) 画像表示装置，照明装置
WO2018186892A1 (en) Multiview backlight, mode-switchable backlight, and 2d/3d mode-switchable display
KR101976991B1 (ko) 웨어러블 디스플레이 장치
US20160154291A1 (en) Liquid crystal coupled light modulation
CN113985519B (zh) 一种光波导器件、显示装置和显示设备
US6825899B2 (en) Liquid crystal display device in which generation of moire fringes is prevented
CN100529883C (zh) 棱镜片和在液晶显示器中采用的背光单元
US9933556B2 (en) Backlight device and display device having the same
KR20000053074A (ko) 콤팩트형 조광 장치
KR20020025956A (ko) 영상 디스플레이 디바이스
JP3952859B2 (ja) 導光シートとそれを用いたディスプレイ照明装置
WO1995015511A1 (en) Optical display unit using external light for illumination and operation
JPH0659256A (ja) 表示装置
JP4683446B2 (ja) 反射型カラーフィルター及びそれを用いた反射型カラー液晶表示装置
JP4066281B2 (ja) 高分子分散型液晶表示装置
JPH05289049A (ja) 投写型液晶表示装置
KR20150078244A (ko) 액정표시장치용 백라이트 유닛

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application