KR20070081024A - 점광원, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치 - Google Patents

점광원, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070081024A
KR20070081024A KR1020060012706A KR20060012706A KR20070081024A KR 20070081024 A KR20070081024 A KR 20070081024A KR 1020060012706 A KR1020060012706 A KR 1020060012706A KR 20060012706 A KR20060012706 A KR 20060012706A KR 20070081024 A KR20070081024 A KR 20070081024A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
point light
light source
optical lens
point
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020060012706A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101272646B1 (ko
Inventor
박세기
남석현
양병춘
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060012706A priority Critical patent/KR101272646B1/ko
Priority to US11/668,832 priority patent/US7591568B2/en
Publication of KR20070081024A publication Critical patent/KR20070081024A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101272646B1 publication Critical patent/KR101272646B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25CHAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/04Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by fluid pressure, e.g. by air pressure
    • B25C1/041Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by fluid pressure, e.g. by air pressure with fixed main cylinder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25CHAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/04Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by fluid pressure, e.g. by air pressure
    • B25C1/047Mechanical details
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133603Direct backlight with LEDs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10Outdoor lighting
    • F21W2131/103Outdoor lighting of streets or roads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133605Direct backlight including specially adapted reflectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • H01L33/54Encapsulations having a particular shape
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S362/00Illumination
    • Y10S362/80Light emitting diode

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

점상의 발광소자, 내부에 반사부재를 가지는 광학렌즈를 포함하는 점광원 및 이를 포함하는 표시장치가 개시된다.
반사부재는 적어도 두 개 이상 설치되며, 발광소자로부터 방사된 빛의 경로를 제한함으로써 각각의 점광원의 조광영역의 중첩을 효과적으로 제어할 수 있게 한다. 반사부재를 가지는 점광원을 필드 순차 구동(Field Sequential Driving) 방식의 수광형 표시장치의 광원으로 사용하면 필드간 광원의 중첩에 의한 휘도 불균일 및 색 섞임을 최소화할 수 있다.

Description

점광원, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치 {POINT LIGHT SOURCE, BACKLIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시장치를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치가 1프레임의 화상을 표시하는 동작을 도시한 타이밍 다이어그램이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 점광원이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 점광원의 반사판의 형태를 도시한 도면이다.
도 5은 본 발명에 따른 점광원의 반사부재 간의 거리에 따른 조광영역의 휘도분포를 측정한 실험결과이다.
도 6는 본 발명에 따른 점광원의 반사부재의 폭에 따른 조광영역의 휘도분포를 측정한 실험결과이다.
도 7는 본 발명에 따른 점광원의 반사부재의 높이에 따른 조광영역의 휘도분포를 측정한 실험결과이다.
도8은 반사판의 기울기에 따른 출사광의 경로를 시뮬레이션한 결과이다.
도9은 반사판 기울기에 따른 조광영역의 휘도분포를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
본 발명은 점광원, 점광원을 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조광영역을 제어할 수 있는 반사부재를 포함하는 점광원, 점광원을 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치에 관한 것이다.
수광형 표시 소자를 사용하는 표시장치는 스스로 빛을 낼 수 없으므로, 표시 소자에 빛을 공급하는 별도의 광원을 필요로 한다. 수광형 표시 소자는 전기적 신호에 응답하여 광원으로부터 공급되는 빛의 투과율을 조절함으로써 표시에 필요한 계조를 표현한다. 백색광원을 사용하는 일반적인 수광형 표시 소자는 천연색을 표시하기 위해 컬러필터를 필요로 하지만, 컬러필터는 투과율을 저하시키고 제조 공정 및 비용을 증가시키는 요인이 된다.
따라서 컬러필터를 없애는 대신에 수광형 표시 소자의 광원으로 적색, 녹색, 청색의 광원을 사용하여 각각의 광원을 순차적으로 점멸하고 표시 소자에 광원의 점멸과 동기하여 표시 소자에 데이터를 기입함으로써 시간적으로 이미지의 색상을 혼합하는 시도가 이루어지고 있다. 특히, 액정표시장치에 있어서 필드 순차 구동(Field Sequential Driving)은 다수의 RGB 점광원을 포함하는 다수의 광원모듈이 표시 장치의 스캐닝 영역별로 배치되고, 각 광원모듈의 RGB 3원색 광원을 서로 다른 시간동안, 표시 장치의 스캐닝에 동기하여 각각 점등한다.
그러나, 이러한 필드 순차 구동방식은 광원 모듈간에 빛을 공급하는 영역이 중첩되어 휘도가 고르지 못한 문제가 있다. 한편, 먼저 스캐닝된 광원 모듈의 점등 광원의 색상이 나중에 스캐닝된 광원 모듈의 점등 광원의 색상과 다른 경우, 의도하지 않은 혼색현상이 발생하여 표시화상의 품질을 저하시키는 문제가 있다.
상술한 휘도 불균일 및 혼색 현상은 각 점광원의 조광영역을 제한하는 광학계를 추가함으로써 해결될 수 있다.
본 발명은 점상의 발광소자로부터 방사된 빛의 경로를 제한함으로써 광원의 조광영역이 중첩하는 현상을 최소화하는 점광원 및 이를 포함하는 표시장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 점광원은 점상의 발광소자, 상기 발광소자 위에 배치되는 광학렌즈 및 상기 광학렌즈 내부에 배치되는 적어도 두 개의 반사부재를 포함한다. 또한 본 발명에 의한 상기 발광소자의 주광축에 대하여 대칭으로 배치되는 적어도 한 쌍의 반사부재를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 반사부재 각각의 반사면과 상기 주광축은 60~90도의 각으로 교차하도록 실시될 수 있으며, 상기 광학렌즈는 횡단면이 원형인 돔 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 반사부재 간의 거리와 상기 광학렌즈의 단면 직경과의 비가 0.6~1.0가 되도록, 바람직하게는 대략 0.83가 되도록 실시될 수 있다.
또한, 상기 반사부재의 폭과 상기 광학렌즈의 횡단면 직경의 비는 0.3 ~ 1.2가 되도록 실시될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 점상의 발광소자, 상기 발광소자 위에 배치되는 광학렌즈 및 상기 광학렌즈 내부에 배치되는 적어도 두 개의 반사부재를 포함하는 복수의 점광원을 포함한다. 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 발광 파장대가 상이한 적어도 두 개의 점광원을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 적어도 하나의 점광원을 포함하는 적어도 두 개의 점광원군을 포함할 수 있으며, 각각의 점광원군은 파장대가 상이한 적어도 두 개의 점광원을 포함할 수 있고, 각각의 점광원군은 각각 적색, 청색, 녹색 파장대를 가지는 복수의 점광원을 포함하도록 실시될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치는, 수광형 표시 소자를 포함하는 표시 패널; 점상의 발광소자, 상기 발광소자 위에 배치되는 광학렌즈 및 상기 광학렌즈 내부에 배치되는 적어도 두 개의 반사부재를 포함하는 복수의 점광원을 포함하며, 상기 표시 패널에 상기 점광원으로부터 방출된 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
또한 표시패널은 점광원군의 수와 동일한 개수의 표시영역으로 구분되며 점광원군은 각각 대응하는 표시 패널의 표시영역에 빛을 공급한다. 각각의 점광원군은 적어도 각각 적색, 청색 및 녹색 파장대를 가지는 복수의 점광원을 포함하며, 점광원군은 표시영역에 속하는 화소행의 선택에 동기하여 순차로 점멸된다. 또한, 동일한 점광원군에 속한 서로 다른 발광 파장대를 가지는 두 개의 점광원은 동시에 점등되지 않도록 실시될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 점광원, 점광원을 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치에 대해 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시장치를 도시한 도면이다.
표시 패널은 수광형 표시 소자를 포함한다. 수광형 표시 소자는 전기적 신호에 응답하여 백라이트 어셈블리(300)에 포함된 광원으로부터 출사된 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현한다. 수광형 표시 소자로 가장 널리 사용되는 것은 액정 표시 소자로, 두 기판 사이에 주입된 액정에 전기장을 인가하여 액정의 배열을 제어함으로써 액정을 통과하는 빛의 편광상태를 제어함으로써 원하는 화상을 얻는다.
백라이트 어셈블리(300)는 표시 패널의 후방에서 수광형 표시 소자에 빛을 공급한다. 본 발명에 따르면, 백라이트 어셈블리(300)는 복수의 점광원을 포함한다. 점광원의 구조 및 작용에 관한 상세한 설명은 후술한다.
본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 어셈블리(300)가 도1에 도시된다. 백라이트 어셈블리(300)는 적어도 하나의 점광원이 포함된 복수의 점광원군(310)을 가진다. 점광원군(310)은 점광원의 점멸을 제어하는 구동회로와 연결된 인쇄회로기판상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 백라이트 어셈블리(300)는 일정한 간격으로 배치된 적어도 두 개의 점광원군(310)을 포함한다.
각각의 점광원군(310)은 적어도 하나의 점광원을 포함하고 있으며 바람직하 게는 서로 다른 발광 파장대를 가지는 두 개 이상의 점광원을 포함한다.
점광원군(310)이 서로 다른 주발광 파장대를 가지는 두 개 이상의 점광원으로 이루어지는 경우, 점광원군을 이루는 각 점광원의 주발광 파장대에 해당하는 색상은 가법혼색에 의해 백색이 되도록 실시될 수 있다. 예컨대, 각각의 점광원군(310)은 적색 파장대를 가지는 적어도 하나의 점광원, 청색 파장대를 가지는 적어도 하나의 점광원 및 녹색 파장대를 가지는 적어도 하나의 점광원을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 점광원군(310)은 가법혼색에 의해 백색이 되도록 적색, 청색, 녹색 파장대를 가지는 점광원을 적어도 하나씩 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치는, 주발광 파장이 서로 다른 적어도 두 개의 점광원을 포함하는 적어도 두 개의 점광원군(310)을 포함한다. 이러한 점광원군(310)을 이루는 점광원들의 주발광 파장은 가법혼색에 의해 백색이 되는 것이 바람직하다. 예컨대, 하나의 점광원군(310)은 적색, 청색, 녹색 점광원을 각각 적어도 하나 이상 포함하도록 실시될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 점광원군(310)은 도1에 도시된 바와 같이 복수의 점광원을 포함하는 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 점광원군(310)간의 간격(g)은 40~60mm의 범위로 배치된다. 점광원군(310)은 각각 독립적으로 설정된 표시 패널상의 조광 영역에 빛을 공급한다. 본 실시예에 따른 표시장치는 적어도 8개 행의 점광원군(310)을 포함하며, 표시 패널은 8개 행의 점광원군(310)에 각각 대응하는 8개 행의 조광구역으로 구분된다. 예컨대, 480개의 화소행을 갖는 표시장치의 경우, 각각의 점광원군 (310)은 각각 일정한 영역에 빛을 공급하게 되는데, 480 화소행을 점광원군(310)의 숫자와 같은 수로 나누어 영역화함으로써 각각의 점광원군(310)이 적어도 60개의 화소행으로 이루어진 8개의 화소행군 영역에 빛을 조사하도록 만들 수 있다. 각각의 점광원의 조광영역은 서로 중첩할 수 있는데, 중첩 정도는 점광원으로부터 방사된 빛의 분포에 따라 달라진다. 예를 들어, 480개의 화소행을 가지는 표시 장치가 8개의 점광원군을 가지는 경우, 표시장치의 표시영역은 60개의 화소행을 가지는 8개의 화소행군으로 나누어 지며, 각각의 점광원군은 점광원군(310)의 중심으로부터 대응되는 화소행군을 비추게 된다. 그러나, 각 점광원군의 실질적인 방사영역이 점광원군의 중심으로부터 상하로 50 화소행인 경우, 즉 점광원군이 중심으로부터 상하로 50화소행씩을 비추는 경우에는 두 점광원군 사이의 20 화소행은 두 점광원군으로부터 방사된 빛을 모두 받게 된다. 따라서 두 점광원군으로부터 모두 빛을 받게되는 20개 화소행은 하나의 점광원군으로부터만 빛을 공급 받는 다른 화소행에 비하여 많은 빛을 받게되므로 휘도의 불균일이나 색상의 혼합이 발생하게 된다.
이러한 중첩영역이 없거나 최소가 되도록 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 점광원(100) 내부에 반사부재(110)를 두어 점광원의 광출사를 제한함으로써, 휘도의 불균일이나 혼색을 방지할 수 있다. 점광원군(310)을 이루는 점광원의 구조 및 작용에 관하여는 후술한다.
하나의 점광원군(310)에 속하는 주발광 파장이 서로 다른 점광원은 동시에 점등되지 않는다. 예컨대, 적색, 청색, 녹색 점광원을 포함하는 점광원군(310)의 적색 점광원이 점등된 경우, 같은 점광원군(310)에 속하는 청색 및 녹색 점광원은 모두 점등되지 않는다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치가 1프레임의 화상을 표시하는 구동방식을 도시한 타이밍 다이어그램이다.
복수의 RGB LED를 포함하는 점광원군(310)이 배열된 LED PCB가 8행으로 배치된 경우, 이에 대응하여 표시 패널은 복수의 화소를 가지며 전체 화소행을 균등하게 분할하여 구분된 8개의 화소행군을 가진다.
본 실시예에 따른 표시장치의 동작을 설명한다.
1프레임은 3개의 서브 프레임으로 구분되며, 각각의 서브프레임은 표시 패널의 하나의 화소행에 각각 적색, 녹색, 청색 데이터를 순차로 기입하여 유지하는 기간이 된다. 즉, 첫 번째 서브 프레임에는 적색 데이터, 두 번째 서브 프레임에는 녹색 데이터, 세 번째 서브 프레임에는 청색 데이터가 기입되어 유지된다.
각각의 점광원군(310)행은 대응하는 화소행군의 선택에 동기하여 점등된다. 예컨대, 첫 번째 화소행군이 선택되어 첫 번째 서브 프레임이 개시되면 첫 번째 화소행군에는 적색 데이터가 기입되는 동시에 첫 번째 화소행군에 대응하는 첫 번째 점광원군(310)의 점광원이 점등된다. 첫 번째 화소행군의 모든 화소행의 선택이 완료되면 두 번째 화소행군에 속하는 화소행이 선택되어 적색 데이터가 기입되며, 동시에 두 번째 화소행군에 대응하는 두 번째 점광원군이 점등된다. 이와 같은 순서로 여덟 번째 화소행군의 데이터 기입과 여덟 번째 점광원군의 점등이 순차로 행해지며, 여덟 번째 화소행군에 속하는 모든 화소의 데이터 기입이 완료되면 첫 번째 서브 프레임이 종료된다.
그런데 첫 번째 서브프레임에는 화상의 적색성분만을 표시하여야 하므로, 각 점광원군 중 적색 LED만이 점등되며, 청색 및 녹색 LED는 점등되지 않는다. 다음 서브 프레임에서는 녹색 데이터의 기입과 녹색 LED의 점등이 동기하여 행해지며, 그 다음 서브 프레임에서는 청색 데이터의 기입과 청색 LED의 점등이 동기하여 행하여지고 이러한 표시동작은 매 프레임마다 반복하여 수행된다.
화소행의 선택은 1수직동기 기간 동안 순차로 행해지므로, 각 화소행군에 속하는 특정의 화소행의 선택을 기준으로 각 화소행군에 대응하는 점광원군(310)의 점등시기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 각 화소행군의 10번째 화소행의 선택과 동기하여 점광원군(310)을 점등할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 점광원군(310)은 서브 프레임의 후반 3/8동안 점등 상태를 유지하며, 1/8 서브 프레임의 간격을 두고 점광원군 간의 점등이 연속적으로 행해진다. 다음 서브 프레임에서는 녹색 점광원이 상기와 같은 방식으로 점등되며, 그 다음 서브 프레임에서는 청색 점광원이 동일한 방식으로 점등된다. 따라서 본 발명에 따른 수광형 표시소자는 각 서브 프레임에서 한 프레임을 이루는 화상의 적색, 청색, 녹색 성분을 순차적으로 표시함으로써, 화상을 완성한다.
이와 같은 방식으로 광원의 점멸을 각 조광영역(화소행군)에 포함된 화소행의 데이터 기입 주기와 동기하여 제어함으로써, 수광 표시 소자의 컬러필터 없이도 천연색의 계조표현이 가능하게 된다.
도3a 및 도3b에 본 발명의 일 실시예에 따른 점광원이 도시된다.
본 발명의 일실시예에 따른 점광원(100)은 점상의 발광소자(140), 상기 발광 소자(140)를 수용하는 몰드(130), 상기 발광소자(140)를 덮도록 상기 몰드(130)와 결합되는 광학렌즈(120) 및 상기 광학렌즈(120) 내부에 적어도 두 개의 반사부재(110)를 포함한다.
발광소자(140)는 전기적 신호를 빛으로 전환하는 소자로, 발광다이오드가 대표적이다.
몰드(130)는 수지로 이루어진 성형물로 점광원(100)의 몸체를 구성하며, 내부에 발광소자(140)를 수용, 고정한다.
광학렌즈(120)는 발광소자(140)를 덮도록 몰드(130) 위에 결합되며 발광소자(140)로부터 방사된 빛이 일정한 조사영역을 비추도록 광경로를 조정한다. 광학렌즈(120)의 형태는 조사영역의 형태나 조도에 따라 달라지는데, 집광을 목적으로 일반적인 경우에는 구면의 일부로 구성된 볼록한 형태를 가진다. 본 발명의 일실시예에 따르면 집광렌즈는 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이 횡단면이 원형이며, 종단면이 원호를 포함하는 돔형상을 가진다.
반사부재(110)는 렌즈 내부에 배치되며 반사부재(110)로 입사된 빛을 반사하여 발광소자(140)의 조광영역을 제한한다. 반사부재(110)는 적어도 두 개 이상 배치되어 발광소자(140)의 조광영역을 적어도 두 방향으로 제한한다. 반사부재(110)는 금속재질의 박판이거나 백색/은색 도료가 도포된 수지 재질의 박판으로 구성될 수 있다. 반사부재(110)의 형상은 도4a 내지 도4d에 도시된 바와 같이 꺾쇠, 곡선 등 적절한 형태로 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점광원(100)은 발광소자(140)의 주광축 (X)에 대하여 대칭으로 배치되는 적어도 한 쌍의 반사부재(110)를 포함한다. 한쌍의 반사부재(110)는 분리된 두 개의 반사부재(110)로 구성되며, 두 개의 반사부재(110)는 발광소자(140)의 주광축(X)에 대하여 서로 대칭이 되도록 배치된다. 발광소자(140)의 주광축(X)은 발광소자(140)로부터 방사된 빛이 가장 강한 강도분포를 가지는 방향을 말하는데, 일반적으로는 발광소자(140)가 위치한 평면의 법선방향이다.
두 개의 반사부재(110)는 점광원의 조광영역을 제한하기 위하여 소정 거리(d)만큼 떨어져 배치된다. 이때, 도3a에 도시된 바와 같이, 광학렌즈(120)의 횡단면 직경(D)을 D라 하고, 두 반사부재(110)간의 거리(d)를 d라 할때, 두 개의 반사부재(110) 간의 거리(d)와 광학렌즈(120)의 횡단면 직경(D)과의 비 d/D는 0.6~1.0의 범위를 가지는 것이 바람직하다.
도5의 (a) 내지 (d)는 광학렌즈(120)의 횡단면 직경(D)이 6mm인 점광원의 경우, 두 개의 광학 부재 간의 거리(d)를 4mm, 4.4mm, 5mm 및 6mm가 되도록 배치한 4개의 실시예에 대하여 측정된 조광영역의 분포를 도시한 도면이다. 실험에 사용된 반사판의 폭(w)은 3mm, 높이(h)는 2mm이다. 조광영역은 측정용 검출기에 도달한 빛의 세기가 주광축(X)의 빛의 세기의 10%가 되는 지점까지를 포함하도록 정의한다. 도5의 (a) 내지 (d)의 측정결과를 살펴 보면, 반사판 사이의 간격이 넓어질수록 조광영역이 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 반사부재(110)의 폭(w)과 광학렌즈(120)의 직경(D)의 비는 0.3 ~ 1.2의 범위로 실시될 수 있다. 도6a~도6d는 직경(D)이 6mm인 광학렌즈(120)의 반사부재(110)쌍을 이루는 두 반사부재(110)간의 거리(d)를 5mm로 하고 반사부재(110)의 폭(w)을 조정하면서 조광영역의 휘도분포를 측정한 실험결과이다. 실험에 사용된 반사판의 높이(h)는 2mm이다. 도6의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 조광영역의 경계를 빛의 세기의 10%가 되는 지점까지를 포함하도록 정의하였을 때, 반사판의 길이가 6~8mm인 때의 경계가 직선에 가장 가까워지는 것을 알 수 있다. 인접 광원과의 간섭을 최소화하기 위해서는 조광영역의 경계가 직선이 되는 것이 바람직하므로, 반사판의 폭(w)과 광학렌즈(120)의 직경(D)의 비(W/D)는 대략 1.0이 부근의 값을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 반사부재(110)의 높이(h)와 주광축(X)이 지나는 지점(P)의 광학렌즈(120)의 곡률반경의 비는 0.2 ~ 0.9의 범위로 실시될 수 있다.
도7의 (a) 내지 (d)는 D=6mm이고, R=4.5mm인 광학렌즈(120)의 반사부재(110)간의 거리(d)를 5mm로 하고 반사부재(110)의 높이(h)를 조정하면서 조광영역의 휘도분포를 측정한 실험결과이다. 주광축(X)이 지나는 광학렌즈(120)의 하면에서 정점(P)까지의 높이(H)는 약 2mm이다. 실험에 사용된 반사판의 폭(w)은 6mm이다. 도7의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 반사판의 높이(h)가 높아질수록 조광영역이 좁아짐을 알 수 있다. 반사판의 높이(h)는 본 발명에 의한 점광원으로 구성된 광원계의 구조에 따라 선택될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 반사판의 일부는 광학렌즈(120) 외부에 노출되도록 실시될 수 있다. 예컨대, 본 실시예에 사용된 광학렌즈(120)는 하단에서 정점(P)까지의 높이(H)가 2mm이므로, 도7의 (b) 내지 (d)의 경우에는 반사판의 일부가 렌즈 외 부에 노출된다.
각 반사부재(110)의 반사면은 발광소자(140)의 주광축(X)에 대하여 -17˚~64˚의 각도를 가지도록 배치될 수 있다. 도8은 반사판의 기울기에 따른 출사광의 경로를 시뮬레이션한 결과이며, 도9은 반사판 기울기에 따른 조광영역의 휘도분포를 측정한 결과를 도시한 도면이다. 광학렌즈(120)의 직경(D)은 6mm, 반사판의 간격은 5mm, 반사판의 폭(w)은 6mm, 반사판의 높이(h)는 2mm인 경우의 실험예이다. 도9에서 알 수 있듯, 반사판의 각도가 60˚ 부근이 되면 조광영역이 동심원 형태를 가지게 되며 반사판이 설치되지 않은 광원의 조광영역과 차이가 없어지므로 반사판의 기울기는 60˚이하가 되도록 실시함이 바람직하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면 반사부재는 발광소자로부터 방사된 빛의 경로를 제한함으로써 각각의 점광원의 조광영역의 중첩을 효과적으로 제어할 수 있게 한다.
또한 반사부재를 가지는 점광원을 필드 순차 구동(Field Sequential Driving) 방식의 수광형 표시장치의 광원으로 사용하면 필드간 광원의 중첩에 의한 휘도 불균일 및 색 섞임을 최소화할 수 있다.

Claims (26)

  1. 점상의 발광소자;
    상기 발광소자 위에 배치되는 광학렌즈;
    상기 광학렌즈 내부에 배치되는 적어도 두 개의 반사부재를 포함하는 점광원.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광소자의 주광축에 대하여 대칭으로 배치되는 적어도 한 쌍의 반사부재를 포함하는 점광원.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사부재의 반사면은 상기 주광축과 대략 -17˚ ~ 64˚의 각을 이루는 점광원.
  4. 제2항에 있어서, 상기 광학렌즈는 횡단면이 원형인 돔 형상을 가지는 점광원.
  5. 제4항에 있어서, 상기 한 쌍을 이루는 두 개의 반사부재 간의 거리(d)와 상기 광학렌즈의 단면 직경과의 비는 대략 0.6~1.0인 점광원.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광학렌즈의 직경은 대략 6mm인 점광원.
  7. 제6항에 있어서, 상기 한 쌍을 이루는 두 개의 반사부재 간의 거리와 상기 광학렌즈의 단면 직경과의 비는 대략 0.83인 점광원.
  8. 제4항에 있어서, 상기 반사부재의 폭과 상기 광학렌즈의 횡단면 직경의 비는 대략 0.3 ~ 1.2인 점광원.
  9. 제8항에 있어서, 상기 반사부재의 높이와 주광축이 지나는 상기 광학렌즈의 정점의 곡률반경과의 비는 대략 0.2 ~ 0.9인 점광원.
  10. 제8항에 있어서, 상기 곡률반경은 대략 4.5mm인 점광원.
  11. 제8항에 있어서, 상기 반사부재의 적어도 일부는 렌즈 외부로 노출되는 점광원.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광학렌즈의 하단부에서 정점까지의 높이와 상기 곡률 반경의 비는 대략 0.3 ~ 0.7인 점광원.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광학렌즈의 하단부에서 정점까지의 높이는 대략 2mm인 점광원.
  14. 제1항 내지 제13항에 있어서, 상기 광학렌즈의 하부와 접촉하며 내부에 상기 발광소자를 수용 및 고정하는 몰드를 더 포함하는 점광원.
  15. 제14항에 있어서, 상기 발광소자는 발광다이오드인 점광원.
  16. 점상의 발광소자, 상기 발광소자 위에 배치되는 광학렌즈 및 상기 광학렌즈내부에 배치되는 적어도 두 개의 반사부재를 포함하는 복수의 점광원을 포함하는 백라이트 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서, 발광 파장대가 상이한 적어도 두 개의 점광원을 포함하는 백라이트 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서 적어도 하나의 점광원을 포함하는 적어도 두 개의 점광원군을 포함하는 백라이트 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서 상기 점광원군은 파장대가 상이한 적어도 두 개의 점광원을 포함하는 백라이트 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서 상기 상기 점광원군은 각각 적색, 청색, 녹색 파장대를 가 지는 복수의 점광원을 포함하는 백라이트 어셈블리.
  21. 수광형 표시 소자를 포함하는 표시 패널
    점상의 발광소자, 상기 발광소자 위에 배치되는 광학렌즈 및 상기 광학렌즈내부에 배치되는 적어도 두 개의 반사부재를 포함하는 복수의 점광원을 포함하며, 상기 표시 패널에 상기 점광원으로부터 방출된 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하는 표시장치.
  22. 제21항에 있어서 파장대가 상이한 적어도 두 개의 점광원을 포함하는 적어도 두 개의 점광원군을 포함하는 표시장치.
  23. 제22항에 있어서 상기 점광원군은 각각 상기 표시 패널의 소정 영역에 빛을 공급하는 표시장치.
  24. 제23항에 있어서 상기 점광원군은 적어도 각각 적색, 청색 및 녹색 파장대를 가지는 복수의 점광원을 포함하는 표시장치.
  25. 제24항에 있어서 상기 점광원군은 순차로 점멸되는 표시장치.
  26. 제25항에 있어서 동일한 점광원군에 속한 서로 다른 발광 파장대를 가지는 두 개의 점광원은 동시에 점등되지 않는 표시장치.
KR1020060012706A 2006-02-09 2006-02-09 점광원, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치 KR101272646B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060012706A KR101272646B1 (ko) 2006-02-09 2006-02-09 점광원, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치
US11/668,832 US7591568B2 (en) 2006-02-09 2007-01-30 Point light source, backlight assembly having the same and display apparatus having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060012706A KR101272646B1 (ko) 2006-02-09 2006-02-09 점광원, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070081024A true KR20070081024A (ko) 2007-08-14
KR101272646B1 KR101272646B1 (ko) 2013-06-10

Family

ID=38601232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060012706A KR101272646B1 (ko) 2006-02-09 2006-02-09 점광원, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7591568B2 (ko)
KR (1) KR101272646B1 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8434912B2 (en) 2006-02-27 2013-05-07 Illumination Management Solutions, Inc. LED device for wide beam generation
JP2009528556A (ja) * 2006-02-27 2009-08-06 イルミネーション マネジメント ソリューションズ インコーポレイテッド 幅広ビーム生成のための改良ledデバイス
JP4937845B2 (ja) * 2006-08-03 2012-05-23 日立マクセル株式会社 照明装置および表示装置
CA2684214C (en) 2007-05-21 2012-04-17 Illumination Management Solutions, Inc. An improved led device for wide beam generation and method of making the same
CN101424752A (zh) * 2007-10-31 2009-05-06 富士迈半导体精密工业(上海)有限公司 光学透镜及光源模组
US7891835B2 (en) * 2008-07-15 2011-02-22 Ruud Lighting, Inc. Light-directing apparatus with protected reflector-shield and lighting fixture utilizing same
WO2010019810A1 (en) 2008-08-14 2010-02-18 Cooper Technologies Company Led devices for offset wide beam generation
MX2011005753A (es) * 2008-12-03 2011-11-18 Illumination Man Solutions Inc Una lámpara led de repuesto y un método de sustitución de luminarias preexistentes con ensamble de luminaria led.
KR20120006025A (ko) * 2009-04-14 2012-01-17 샤프 가부시키가이샤 면광원 장치 및 이 면광원 장치를 구비한 표시 장치
US7988338B2 (en) * 2009-04-21 2011-08-02 Mig Technology Inc. Optical transformation device
US8545049B2 (en) * 2009-11-25 2013-10-01 Cooper Technologies Company Systems, methods, and devices for sealing LED light sources in a light module
US8388198B2 (en) 2010-09-01 2013-03-05 Illumination Management Solutions, Inc. Device and apparatus for efficient collection and re-direction of emitted radiation
TW201224334A (en) 2010-12-07 2012-06-16 Ind Tech Res Inst Flexible light source module
AU2012223464B2 (en) 2011-02-28 2015-07-30 Signify Holding B.V. Method and system for managing light from a light emitting diode
US9140430B2 (en) 2011-02-28 2015-09-22 Cooper Technologies Company Method and system for managing light from a light emitting diode
CN103574479B (zh) * 2012-07-24 2015-04-15 旭正隆股份有限公司 Led投光灯
US9080739B1 (en) 2012-09-14 2015-07-14 Cooper Technologies Company System for producing a slender illumination pattern from a light emitting diode
US9200765B1 (en) 2012-11-20 2015-12-01 Cooper Technologies Company Method and system for redirecting light emitted from a light emitting diode
CN103453450A (zh) * 2013-08-19 2013-12-18 易美芯光(北京)科技有限公司 折反射出光装置
ES2725689T3 (es) 2017-01-25 2019-09-26 Ledil Oy Dispositivo óptico para modificar la distribución de la luz

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3774021A (en) * 1972-05-25 1973-11-20 Bell Telephone Labor Inc Light emitting device
JP2000275605A (ja) * 1999-03-25 2000-10-06 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2001308387A (ja) 2000-04-24 2001-11-02 Pic Corporation:Kk 発光ダイオード
JP3930710B2 (ja) 2000-09-13 2007-06-13 シチズン電子株式会社 チップ型発光ダイオード及びその製造方法
JP4162935B2 (ja) * 2002-07-04 2008-10-08 株式会社小糸製作所 車両用灯具
DE10245580B4 (de) * 2002-09-27 2006-06-01 Siemens Ag Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes
JP4047186B2 (ja) * 2003-02-10 2008-02-13 株式会社小糸製作所 車両用前照灯及び光学ユニット
JP2004288866A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Koha Co Ltd Ledランプ
US7118262B2 (en) * 2004-07-23 2006-10-10 Cree, Inc. Reflective optical elements for semiconductor light emitting devices

Also Published As

Publication number Publication date
KR101272646B1 (ko) 2013-06-10
US20080025044A1 (en) 2008-01-31
US7591568B2 (en) 2009-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101272646B1 (ko) 점광원, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치
US8334948B2 (en) Backlight assembly and display device having the same
KR100750130B1 (ko) 발광 어셈블리, 백라이트 유닛 및 디스플레이
KR100764377B1 (ko) 엣지형 백라이트 유닛
KR100809264B1 (ko) 면광원 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛
CN107402476B (zh) 显示装置
US20080074902A1 (en) Lcd backlight assembly with leds
US20120287347A1 (en) Lighting device, display device and television receiver
KR20030020912A (ko) 조명 시스템 및 디스플레이 장치
KR20060105346A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 채용한 액정표시장치
JP2005117023A (ja) バックライト装置及び液晶表示装置
KR20040010117A (ko) 면형상 광원장치 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20060079234A (ko) 백라이트 장치 및 액정 표시 장치
KR20080038925A (ko) 백라이트 광원 및 광원용 렌즈 그리고 이를 포함하는백라이트 어셈블리
JP4160481B2 (ja) 面状光源装置及び表示装置
KR100716996B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 채용한 액정표시장치
JP2008226792A (ja) 面光源装置
KR101432723B1 (ko) 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치
CN101988662A (zh) 背光单元和显示设备
KR100819652B1 (ko) 엘이디 백라이트 장치
KR101261881B1 (ko) 발광다이오드 어셈블리 및 이를 포함하는 액정표시장치모듈
KR20120135651A (ko) 도광판 및 이를 포함한 액정표시장치
KR20070047428A (ko) 발광 디바이스 및 이를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛및 이를 적용한 영역별 순차 구동방식 액정표시장치
KR20100105370A (ko) 액정표시장치 및 액정표시장치의 조명장치 그리고 그 조명제어방법
JP2009181883A (ja) バックライト装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170601

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee