KR20040068354A - Ｌｃｄ 백라이트용 백색광 방출 광원 - Google Patents

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KR20040068354A
KR20040068354A KR10-2004-7010140A KR20047010140A KR20040068354A KR 20040068354 A KR20040068354 A KR 20040068354A KR 20047010140 A KR20047010140 A KR 20047010140A KR 20040068354 A KR20040068354 A KR 20040068354A
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KR
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red
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KR10-2004-7010140A
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무쓰서브라마니안
제이. 피. 슐만스프랭크
엠. 가인스제임스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부로 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하고, 백색광을 생성하기 위해 색 혼합 섬유(14)로 적색, 녹색 및 청색 광을 혼합하며, 액정 디스플레이(12)에 색혼합 섬유(14)의 제 2 단부(18)로부터 백색광을 유도함으로써 액정 디스플레이(12)를 백라이팅하기 위한 백색광이 제공된다. 적색, 녹색 및 청색 광을 발생하기 위한 광원들(24) 및 색혼합 광 섬유(14)는 액정 디스플레이로부터 원격적으로 배치될 수 있고, 색혼합 광 섬유(14)에서 생성된 백색광은 광 섬유들의 결합에 의해 액정 디스플레이(12)에 결합되고, 따라서, 백라이팅 시스템의 동작과 구조를 단순하고도 용이하게 하며, 액정 디스플레이(12)로부터 원격적으로 열을 제거하도록 한다.

Description

ＬＣＤ 백라이트용 백색광 방출 광원{Light source emitting white light for LCD backlight}
평판 스크린 텔레비전들 및 컴퓨터 모니터들과 같은, 많은 현대의 전자 장치들에서, 사용자에게 보여지는 이미지들은 액정 디스플레이(LCD) 상에 생성된다. LCD는 일반적으로 이미지들이 정상적으로 보여질 수 있도록 백라이팅의 어떤 형태 또는 감소된 주위 광 환경들(light environments)을 필요로 한다. 백라이팅은 LCD 패널 뒤에 광 가이드 구조(light guide structure)를 배치하고, 상기 광 가이드의 하나 또는 그 이상의 엣지들(edges)을 조명(illuminating)함으로써 제공된다.
최근에, 광 가이드의 엣지들은 선형 어레이들(linear arrays) 내에 배치되고 광 가이드의 엣지들을 따라 분배되거나 광 가이드의 엣지에 부착된 광 분배 구조 내에 설치된, 적색, 녹색 및 청색(RGB) 발광다이오드들(LEDs)에 의해 조명되어왔다. 그런 다음, RGB LED 어레이들로부터 방출된 광은 LCD를 백라이팅하기 위해 백색광을 형성하도록, 광 가이드 또는 분배 구조로 혼합된다.
이 방식에서 백색광을 제공하는 것은 몇 가지 단점들을 갖는다. 수용가능한 품질의 백색광 산출을 보장하기 위하여, 충분한 "혼합 거리(mixing distance)"를 제공하기 위해 필요한 다른 방법들 보다 더 크고 더 복잡한 광 가이드 및/또는 분배 구조를 만드는 것이 종종 필수적이거나, 또는 광 가이드 또는 분배 구조 내에 반사 특징들을 포함하는 것이 종종 필수적이다. LED에 의해 생성된 광의 실제 색은 많은 LED 생산품에서 서로 다르다. 주어진 LED에서 생성된 광의 파장은 시간에 걸쳐 변하고 작동 온도의 함수로서 변한다. 수용가능한 백색광을 제공하기 위해 RGB LEDs의 최적 공간화 및 배열을 개발하는 것과, LEDs에서 생성된 파장의 고유 가변성을 처리하는 것은 LEDs가 각각의 LED의 동작 특이성 및 실제로 생성된 광의 파장에 따라 매칭되고 저장될 것을 과거에 요구해 왔다. 매칭 실행(matching performance)에서의 그러한 압박은 반복적으로 일치하는 광 품질을 제공하는 백라이팅 시스템을 제조하는 비용과 복잡성을 상당히 이끌어 냈다.
종래의 백라이팅 해결 방법들의 다른 문제점은 LCD로부터 LEDs에 의해서 발생된 열의 제거를 다루는데 있다. LCD에서 인접하도록 효과적이고 효율적인 히터 싱크들을 통합하는 것은 백라이팅 시스템 및 LCD의 사이즈와 단가를 바람직하지 못하게 증가시키지 않고는 매우 어렵다. 더 높은 광 방출 효율들을 가지며 더 높은 구동 전류들에서 작동하는 LEDs의 더 새로운 세대는 전형적인 어레이에서 LEDs의 수를 감소시키는 것을 가능하게 하였지만, 열 제거 문제는 여전히 남아 있다. 히터 싱크들의 통합을 용이하게 하기 위해, LEDs의 수를 감소시키고, 그들을 어레이들로 더 멀리 펼치는 것은 종래 기술에서 더 많은 수와 서로 더 가까이 배치된 덜 효율적인 LEDs를 이용하는 백라이팅 해결방법들보다 더 어려운 적절하지 않은 혼합을 달성하는 문제점을 만들 수 있다.
그러므로, 상술한 하나 또는 그 이상의 문제점들을 극복하는 방법으로, LCD 백라이팅을 위한 개선된 방법과 장치가 필요하다.
본 발명은 액정 디스플레이(LCD)의 백라이팅(backlighting)에 관한 것으로, 더 상세하게는 백색광을 형성하기 위해 발광다이오드(LED)에 의해 생성된 적색, 녹색 및 청색(RGB) 광을 혼합함으로써 LCD 백라이트용 백색광을 발생시키는 것, 및 LCD 디스플레이에 백색광을 결합시키는 것에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라, 광 결합 섬유에 의해 광 분배기 로드로 안내된 색혼합 광 섬유에서 생성된 백색광을 갖는 백색광 백라이팅 시스템의 제 1 실시예를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명에 따라, 광 결합 섬유를 이용하지 않고, 광 분배기 로드로 직접 안내되어 제 1 분배기 로드로부터 제 2 분배기 로드에 결합 섬유에 의해 전송되는 색혼합 광 섬유에서 생성된 백색광을 갖는 백색광 백라이팅 시스템의 제 2 실시에를 도시하는 도면.
본 발명은 색혼합 광 섬유의 제 1 단부로 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하고, 백색광을 생성하기 위해 상기 색혼합 섬유에 적색, 녹색 및 청색 광을 혼합하며, 상기 액정 디스플레이에 상기 색혼합 섬유의 제 2 단부로부터 백색광을 안내함으로써, 액정 디스플레이를 백라이팅하기 위한 개선된 장치를 제공한다. 상기 색혼합 광 섬유, 및 적색, 녹색 및 청색 광을 발생하기 위한 광원들은 LCD로부터 원격적으로 배치될 수 있고, 색혼합 광 섬유에서 생성된 백색광은 광 섬유들 결합에 의해 LCD에 결합되며, 따라서 백라이팅 시스템의 구조를 단순화 및 용이하게 하여, LCD로부터 원격적으로 열을 더 편리하게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서, 액정 디스플레이를 백라이팅하기 위한 장치는 백색광을 생성하기 위해 색혼합 섬유로 적색, 녹색 및 청색 광을 혼합하기 위한 색혼합 광 섬유, 및 적색, 녹색 및 청색 광을 수신하기에 적합한 제 1 단부 및 백색광을 전달하기에 적합한 제 2 단부를 갖는 색혼합 광 섬유를 포함한다. 상기 장치는 또한 상기 색혼합 광 섬유의 제 1 단부로 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하기 위한 수단, 및 상기 액정 디스플레이에 상기 색혼합 섬유의 제 2 단부로부터 백색광을유도하기 위한 수단을 포함한다.
상기 색혼합 섬유의 제 1 단부에 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하기 위한 수단은 개별적인 광원들로 적색, 녹색 및 청색 광을 발생시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 색혼합 섬유의 제 1 단부에 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 수단은, 또한 혼합되지 않은 적색, 녹색 및 청색 광으로서 상기 색혼합 섬유의 제 1 단부에 상기 개별적인 적색, 녹색 및 청색 광원들 각각에 의해 발생된 광을 수집 및 결합하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 상기 색혼합 섬유의 제 1 단부에 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들로부터 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 수집 및 결합하기 위한 상기 수단은 인-커플링 광학(in-coupling optics), 및 혼합되지 않은 적색, 녹색 및 청색 광으로서 상기 색혼합 섬유의 제 1 단부에 상기 적색, 녹색 및 청색 광으로부터의 적색, 녹색 및 청색 광을 결합하기 위한 단색 광 결합 섬유들을 포함할 수 있다.
단색 광 섬유들이 포함됨에 있어서, 상기 단색 광 결합 섬유들 각각은 상기 색혼합 광 섬유의 제 1 단부에 접합된 출력 단부를 갖는다. 상기 결합 섬유들의 출력 단부들이 상기 색혼합 광 섬유의 제 1 단부의 영역보다 작은 결합된 영역을 가지며, 상기 결합 섬유의 출력 단부들의 영역을 넘어서 연장하는 색혼합 광 섬유의 제 1 단부의 영역은 색혼합 광 섬유로 광을 뒤로 반사하기 위한 거울 표면을 포함한다.
다수의 섬유들이 하나의 섬유에 결합됨에 있어서, 비원형(즉, 정방형 또는 반원형) 섬유 단면도가 가장 효율적인 결합을 제공할 수 있다. 상기 단면도의 임의의 내부 신호들은 충분히 커야 하지만, 전체 내부 반사는 섬유내에서 발생한다.
상기 장치는, 또한 액정 디스플레이를 통해 백색광을 안내하는 광 가이드, 액정 디스플레이로부터 백색광을 반사하기 위한 반사기, 및 상기 액정 디스플레이에 백생광을 분배시키기 위한 광 분배기 로드(light distributor rod)와 같은 부가적인 구조들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 형태들에서, 색혼합 광 섬유의 제 2 단부는 광 분배기 로드에 직접 부착된다. 본 발명의 다른 형태들에서는, 광 결합 섬유는 색혼합 광 섬유의 제 2 단부와 광 분배기 로드에 색혼합 광 섬유로부터의 백색광을 결합하기 위한 광 분배기 로드 사이에 동작가능하게 부착될 수 있다. 여기서, 상기 결합 섬유는 색혼합 광 섬유의 제 2 단부에 접합된 입력 단부를 가지며, 상기 색혼합 광 섬유의 제 2 단부는 상기 결합 섬유의 입력 단부의 영역보다 작은 영역을 갖고, 색혼합 광 섬유의 제 2 단부의 영역을 넘어서 연장하는 결합 섬유의 입력 단부의 영역은 상기 결합 섬유로 광을 뒤로 반사시키기 위한 거울 표면을 포함할 수 있다.
광 요소들 사이의 각각의 접합/결합에서, 2개의 요소들의 에텐듀(etendue)를 매칭할때 주의해야 한다. (광이 나아가는 요소의 에텐듀는 광이 나오는 요소의 에텐듀보다 크거나 동일해야 한다). 일반적인 법칙에 따르면, 이것은 광이 나오는 전체 아웃커플링 영역(out coupling area)보다 크거나 동일한 광이 나아가는 부분(들)로 전체 인커플링 영역(incoupling area)을 만들므로써, 그리고 반사하는 아웃커플링 영역을 넘어서 연장하는 인커플링 영역의 임의의 영역을 만들므로써 달성될 수 있다.
상기 장치는 상기 색혼합 광 섬유의 제 2 표면과 상기 제 2 광 분배기 로드에 상기 색혼합 광 섬유로부터의 백색광을 결합하기 위한 제 2 광 분배기 로드 사이에 동작가능하게 부착된 제 2 광 결합 섬유 및 제 2 광 분배기 로드를 가질 수 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상기 제 2 광 분배기 로드에 상기 제 1 광 분배기 로드로부터의 백색광을 결합하기 위한 제 1 및 제 2 광 분배기 로드들 사이에 동작가능하게 부착된 제 2 광 결합 섬유 및 제 2 광 분배기 로드를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 결합 섬유들 각각은 색혼합 광 섬유의 제 2 단부에 접합된 입력 단부를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 결합 섬유들의 입력 단부들은 색혼합 광 섬유의 제 2 단부의 영역보다 더 큰 결합된 영역을 가지며, 상기 색혼합 광 섬유의 제 2 단부의 영역들을 넘어서 연장하는 제 1 및 제 2 결합 섬유의 섬유 입력 단부들의 영역은 제 1 및 제 2 결합 섬유로 광을 뒤로 반사하기 위한 반사 표면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에서, 액정 디스플레이를 백라이팅하기 위한 장치는 액정 디스플레이를 백라인팅하기 위한 광 가이드, 상기 광 가이드로 광을 분배하기 위해 광 가이드에 부착된 광 분배 로드, 및 백색광을 생성하기 위해 색혼합 섬유로부터 적색, 녹색 및 청색 광을 혼합하기 위한 색혼합 광 섬유를 포함하며, 상기 색혼합 광 섬유는 적색, 녹색 및 청색 광을 수신하기 적합한 제 1 단부 및 백색광을 전달하기 적합한 제 2 단부를 갖는다. 상기 장치는, 또한 색혼합 광 섬유의 제 1 단부로 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 수단, 및 광 분배 로드에 상기 색혼합 섬유의 제 2 단부로부터 백색광을 유도하는 수단을 포함한다.
광 분배 로드에 색혼합 광 섬유의 제 2 단부로부터 백색광을 유도하는 상기 수단은 광 분배기 로드에 상기 색혼합 섬유의 제 2 단부를 부착하는 수단을 포함한다. 상기 장치는 상기 색혼합 광 섬유의 제 2 표면과 상기 광 분배기 로드에 상기 색혼합 광 섬유로부터의 백색광을 결합하기 위한 광 분배기 로드 사이에 동작가능하게 부착된다. 상기 색혼합 섬유의 제 1 단부에 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들로부터 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 상기 수단은 개별적인 광원들에서 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 발생시키기 위한 수단, 및 혼합되지 않은 적색, 녹색 및 청색 광으로서 상기 색혼합 섬유의 제 1 단부에 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들로부터의 적색, 녹색 및 청색 광을 결합하기 위한 단색 광 결합 섬유들을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 여기에 기술된 바와 같은 장치에서 실행되고 삽입될 수 있다고 판단된다.
상술한 내용과 본 발명의 그 밖의 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명된 예시적인 실시예들의 상세한 설명에 의해 명확하게 될 것이다. 상세한 설명 및 도면들은 단지 본 발명을 설명하기 위해 주어진 것이며, 첨부된 청구의 범위에 의해 규정되는 본 발명의 범위와 정신을 제한하게 해석하여서는 안된다.
도 1은 액정 디스플레이(12)를 백라이팅하기 위한 장치(10)의 형태로서 본 발명의 제 1 실시예를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, LCD의 광 엣지(11)만이 도시되어 있고, 백라이팅 장치(10)의 요소들 뒤에 숨겨진 LCD의 나머지(remainder)가 아래에 기술된다. 백라이팅 장치(10)는 백색광을 생성하기 위해 색혼합 섬유(14)에서 적색, 녹색 및 청색 광을 혼합하기 위한 색혼합 광 섬유(14)를 포함한다. 상기 색혼합 광 섬유(14)는 적색, 녹색 및 청색 광을 수신하기 적합한 제 1 단부(16), 및 백색광을 전달하기 적합한 제 2 단부(18)를 갖는다. 상기 장치(10)는, 또한 색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부(16)로 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 수단(20), 및 액정 디스플레이(12)에 색혼합 광 섬유(14)의 제 2 단부(18)로부터 백색광을 유도하는 수단(22)을 포함한다.
색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부에 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 상기 수단(20)은 개별적인 광원들에서 적색, 녹색 및 청색 광을 발생시키기 위한 RGB LEDs(24)의 형태의 수단을 포함한다. LEDs(24)는 LEDs(24)에 의해 발생된 열을 제거하기 위해 히트 싱크(heat sink;26) 상에 장착된다. 색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부(16)에 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 상기 수단(20)은 또한 혼합되지않은 적색, 녹색 및 청색 광으로서 색혼합 섬유(14)의 제 1 단부(16)에 고정된 개별적인 적색, 녹색 및 청색 LED(24) 광원들 각각에 의해 생성된 광을 인-커플링 광학(28;in-coupling optics)의 형태, 및 단색 광 결합 섬유들(30)의 형태로 수집 및 결합하기 위한 수단을 포함한다.
LEDs(24)의 수와 형태는 주어진 백라이팅 적용의 필요들에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 약 1.5 내지 2.0mm의 직경을 갖는 단색 광 결합 섬유들에 의해 약 8.0mm의 단면 직경을 갖는 색혼합 광 섬유(14)에 접속된, 전체 30개의 RGB LEDs(24 ; 10개의 적색, 10개의 녹색, 10개의 청색)을 가지는 것이 바람직하다. 광 송신의 최적 효율을 위해, 단색 광 결합 섬유들(30) 각각이 색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부(16)에 수직하게 지향되는 출력 단부를 갖는 것이 고려된다. 바람직한 실시예에서, 상기 입력 단부들은 색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부(16)에 직접 접착되며 광 접착은 단색 및 색혼합 광 섬유들(30,14)을 매칭하는 반사지수를 갖는다.
1.5 내지 2.0mm 직경의 결합 섬유들(30)의 입력 단들은 색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부(16)의 영역보다 작은 결합된 영역을 갖는다. 상기 결합 영역(30)의 입력 단들(16)에 의해 점유된 영역을 넘어서 연장하는 색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부(16)의 영역은 다른 방법으로는 단색 광 결합 섬유들(30)의 입력 단부들 주위를 벗어나고, 색혼합 광 섬유(14) 안으로 뒤로 광을 반사하기 위한 거울 표면을 제공하도록 코팅된다. 제 1 및 제 2 단부들(16, 18) 사이의 색혼합 광 섬유(14)의 길이는 주어진 적용을 적절하게 하도록 변경될 수 있고, 색혼합의 완전성의 소망의 정도를 달성하기 위해 변경될 수 있다. 상술한 예에서 8.0mm 직경의 섬유에 대해,약 10.0cm의 길이가 백색광에서 RGB 광의 완전한 혼합을 생성하기에 충분해야 함이 고려된다.
색혼합 광 섬유(14)로부터 백색광을 유도하는 수단(22)은 액정 디스플레이(12)의 폭과 길이를 통해 백색광을 안내하기 위한 광 가이드(32)와, 액정 디스플레이(12)의 깊이를 통해 백색광을 반사시키기 위한 반사기(32)를 포함한다. 색혼합 광 섬유(14)로부터 백색광을 유도하는 상기 수단(22)은, 또한 광 가이드(32)를 경유하여 액정 디스플레이(12) 안에 백색광을 분배하기 위한 광 가이드(32)의 상부 및 하부 엣지들을 따라 개별적으로 배치된, 제 1 및 제 2 광 분배 로드(36, 38)를 포함한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 광 결합 섬유(40, 42)는 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 광 분배 로드들(36, 38)의 좌측 단부들에 색 혼합 광 섬유(14)의 제 2 표면(18)으로부터 백색광을 결합하기 위하여 이용된다. 최적의 효율을 위해, 색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부(16)에 단색 광 결합 섬유들(30)의 출력 단부들을 접합하기 위한 상술한 방법에서, 결합 섬유들(40, 42)은 광 분배기 로드들(36, 38)의 좌측 단부들 및 색혼합 광 섬유(14)의 제 2 단부(16)에서 수직으로 충돌하며, 결합 섬유들(40, 42)은 바람직하게는 광 분배 로드들(36 ,38)의 좌측 단부들 및 색혼합 광 섬유(14)의 제 2 단부(18)에 접착적으로 접합됨을 고려해야 한다.
색혼합 광 섬유(14)에 의해 점유된 영역을 넘어서 연장하는 제 1 및 제 2 광 결합 섬유들(40, 42)의 입력 단부들의 제 2 단부(18)의 영역은 색혼합 광 섬유(14)의 입력 단부 주위에 광 결합 섬유들(40, 42)의 제 2 단부(18)로부터의 광누설을 방지하기 위해, 광 결합 섬유들(40, 42)내에 뒤로 광을 반사시키기 위한 거울 표면을 제공하도록 코팅된다. 제 1 및 제 2 광 분배 로드들(36, 38)의 말단(우측 단부들로 언급됨) 단부들(44, 46) 각각, 및 제 1 및 제 2 광 결합 섬유들(40, 42)에 의해 점유된 영역을 넘어서 연장하는 광 분배 로드들(36, 38)의 좌측 단부들의 영역은 광 분배 로드들(36, 38) 내에 뒤로 광을 반사시키기 위한 거울 표면을 제공하고, 말단 단부들(44, 46)로부터, 및 제 1 및 제 2 광 결합 섬유들(40, 42)의 입력 단부들 주위로 광 분배 로드들(36, 38)의 좌측 단부들로부터 광 누설을 방지하도록 코팅된다.
색혼합 광 섬유(14)의 외부 원주 표면은 바람직하게는 코팅되지 않은 상태로 남지만, 특정 실시예에 따라서, 반사, 굴절 및 불투명한 코팅으로 코팅될 수 있다. 광 분배 로드들(36, 38)의 외부 원주 표면은 바람직하게는, 상기 로드들(36, 38)의 길이를 따라 광 가이드(32) 내에, 그리고 상기 분배 로드들(36, 38)로부터의 광의 균일한 결합을 유발하는 패턴에 적절하게 적용된 광 분산 재료(light scattering material)를 갖는다. 광 분배 로드의 단면은, 또한 광 가이드로의 결합성을 최적화하도록 변할(예를 들면, 원, 정사각형, 직사각형)수 있다.
도 2는 색혼합 광 섬유(14)의 제 2 단부(18)가 제 1 광 분배 로드(36)의 좌측 단부에 직접적으로 충돌하고, 광 분배 로드들(36, 38)의 광 단부들은 도시된 바와 같이, 광 결합 섬유(48)에 의해 접합되는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 단색 광 결합 섬유들(30), 색혼합 광 섬유(14), 광 분배 로드들(36, 38), 및 광 결합 섬유(48) 사이의 다양한 단부들, 표면들 및 접합들은 도 1에 도시된 실시예와 관련하여 상술한 바와 같이 바람직하게 알려져 있다.
본 발명은 상술한 것들에 덧붙여, 백라이팅 장치의 많은 다른 형태들에서 실행될 수 있고, 또한 LCD를 백라이팅하기 위한 방법으로서 실행될 수 있다.
상술한 상세한 설명은 본 발명의 어떤 예시적인 실시예들을 활용하였지만, 본 발명의 범위와 정신을 벗어나지 않는 범위로 많은 다른 변경들 및 수정들이 가능하다. 예를 들면, 원형 단면을 갖도록 개시되고 설명된 다양한 광 섬유들 및 요소들은 정사각형, 직사각형, 삼각형 등의 다른 단면들의 제한되지 않은 범위를 가질 수 있다. 본원에 사용된 용어 LED는, 또한 개별적인 RGB LEDs, 또는 RGB 멀티 칩 패키지들을 포함하도록 고려된다. 광 분배 로드들은 단지 하나 또는 광 가이드의 모든 측면들 상에 배치될 수 있다. 단색 광 결합 섬유들(30)은 제거될 수 있고 인-커플링 광학들로부터의 광은 색혼합 광 섬유의 제 1 단부에 직접적으로 결합된다. 분리된 색혼합 광 섬유들 상에 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하기 위한 2개의 독립적인 수단이 이용될 수 있고, 출력들은 분리된 광 분배 로드들, 또는 단일 광가이드 상의 광 분배 로드에 결합된다.
본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정되며, 동일성의 범주와 수단들로의 변화들은 본 발명의 정신에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (19)

  1. 액정 디스플레이(12)를 백라이팅(backlighting)하기 위한 장치(10)로서,
    백색광을 생성하기 위해 색혼합 광 섬유(14)로 적색, 녹색 및 청색 광을 혼합하기 위한 색혼합 광 섬유(14)로서, 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 수신하기 적합한 제 1 단부(16) 및 상기 백색광을 전달하기 적합한 제 2 단부(18)를 갖는, 색혼합 광 섬유(14)와,
    상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)로 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 수단(20), 및
    상기 액정 디스플레이(12)에 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)로부터 상기 백색광을 유도하는 수단(22)을 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 1 단부에 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 상기 수단(20)은 개별적인 광원들(24)에서 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 발생시키기 위한 수단을 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)에 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 상기 수단(20)은 혼합되지않은 적색, 녹색 및 청색 광으로서 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)에 상기 개별적인 적색, 녹색 및 청색 광원들(24) 각각에 의해 발생된 광을 수집하고 결합하기 위한 수단을 부가로 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)에 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들(24)로부터의 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 수집 및 결합하기 위한 상기 수단은 인-커플링 광학(28;in-coupling optics)을 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)에 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들(24)로부터의 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 수집 및 결합하기 위한 상기 수단은 혼합되지 않은 적색, 녹색 및 청색 광으로서 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)에 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들(24)로부터의 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 결합하기 위한 단색 광 결합 섬유들(30;monochromatic light coupling fibers)을 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)는 영역을 갖고, 상기 단색 광 결합 섬유들(30) 각각은 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)에 접합된 출력 단부를 가지며, 상기 결합 섬유들(30)의 상기 출력단부들(16)은 상기 색혼합 광 섬유(14)의 제 1 단부(16)의 영역보다 더 작은 결합된 영역을 가지며, 상기 결합 섬유들(30)의 출력 단부들의 영역을 넘어서 연장하는 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)의 영역은 상기 색혼합 광 섬유(14)로 광을 뒤로 반사시키기 위한 거울 표면을 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 디스플레이(12)를 통해 상기 백색광을 안내하기 위한 광 가이드(32;light guide)를 부가로 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 디스플레이(12)로부터 상기 백색광을 반사시키기 위한 반사기(34)를 부가로 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 디스플레이(12)로 상기 백색광을 분배시키기 위한 광 분배기 로드(36;light distributor rod)를 부가로 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)는 상기 광 분배 로드(36)에 직접 부착되는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)와 상기 광 분배 로드(36)에 상기 색혼합 광 섬유(14)로부터의 상기 백색광을 결합하기 위한 상기 광 분배 로드(36) 사이에 동작가능하게 부착된 광 결합 섬유(40)를 부가로 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)는 영역을 갖고, 상기 결합 섬유(36)는 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)에 접합된 입력 단부를 가지며, 상기 결합 섬유(36)의 상기 입력 단부는 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)의 영역보다 더 작은 영역을 갖고, 상기 결합 섬유(36)의 상기 입력 단부의 영역을 넘어서 연장하는 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)의 영역은 상기 색혼합 광 섬유(14)로 광을 뒤로 반사시키기 위한 거울 표면을 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 표면(18)과 제 2 광 분배기 로드(38)에 상기 색혼합 광 섬유(14)로부터의 백색광을 결합하기 위한 제 2 광 분배기 로드(38) 사이에 동작가능하게 부착된 제 2 광 분배기 로드(38) 및 제 2 광 결합 섬유(42)를 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 광 분배기 로드(38)에 상기 제 1 광 분배기 로드(36)로부터의 상기 백색광을 결합하기 위해 상기 제 1 및 제 2 광 분배기 로드들(36, 38) 사이에 동작가능하게 부착된 제 2 광 분배기 로드(38) 및 제 2 광 결합기 섬유(42)를 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)는 영역을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 결합 섬유들(40, 42) 각각은 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)에 접합된 입력 단부를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 결합 섬유들(36, 38)의 상기 입력 단부들은 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)의 영역보다 작은 결합된 영역을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 결합 섬유들(36, 38)의 상기 입력 단부들의 영역들을 넘어서 연장하는 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)의 영역은 상기 색혼합 광 섬유(14)로 광을 뒤로 반사시키기 위한 거울 표면을 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  16. 제 7 항의 액정 디스플레이(12)를 백라이팅하기 위한 장치(10)로서,
    상기 액정 디스플레이(12)를 백라이팅하기 위한 광 가이드(32)와,
    상기 광 가이드(32)로 광을 분배하기 위해 상기 광 가이드(32)에 부착된 광 분배 로드(36)와,
    백색광을 생성하기 위해 상기 색혼합 섬유(14)로 적색, 녹색 및 청색 광을 혼합하기 위한 색혼합 광 섬유(14)로서, 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 수신하기 적합한 제 1 단부(16) 및 상기 백색광을 전달하기 적합한 제 2 단부(18)를 갖는 색혼합 광 섬유(14)와,
    상기 색혼합 광 섬유의 상기 제 1 단부(16)로 상기 적색, 녹색 및 청색 광을향하게 하는 수단(20), 및
    상기 광 분배 로드(36)에 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 2 단부로부터 상기 백색광을 유도하는 수단(22)을 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 광 분배 로드(36)에 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)로부터 상기 백색광을 유도하는 수단(22)은 상기 광 분배 로드(36)에 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)를 결합시키는 수단을 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 색혼합 광 섬유(14)의 상기 제 2 단부(18)와 상기 광 분배기 로드(36)에 상기 색혼합 섬유(14)로부터의 상기 백색광을 결합하기 위한 상기 광 분배기 로드(36) 사이에 동작가능하게 부착된 광 결합 섬유(40)를 부가로 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)에 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들(24)로부터의 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 향하게 하는 수단은 개별적인 광원들(24)에서 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 생성하는 수단과, 혼합되지 않은 적색, 녹색 및 청색 광으로서 상기 색혼합 섬유(14)의 상기 제 1 단부(16)에 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들(24)로부터의 상기 적색, 녹색 및 청색 광을 결합하는 단색 광 결합 섬유들(30)을 부가로 포함하는 액정 디스플레이 백라이팅 장치.
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