KR20080020840A - Light apparatus and liquid display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 도면.1 illustrates a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명 실시 예에 따른 프론트 라이트 유닛을 나타낸 도면. 2 is a view showing a front light unit according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명 실시 예에 따른 프론트 라이트 유닛의 다른 예를 나타낸 도면.3 is a view showing another example of a front light unit according to the embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명과 백색 LED의 광원별 컬러 영역 분포를 나타낸 도면.4 is a view showing the color gamut distribution of each light source of the present invention and the white LED.
도 5는 본 발명과 백색 LED의 파장 스펙트럼을 나타낸 그래프.5 is a graph showing the wavelength spectrum of the present invention and the white LED.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110: 프론트 라이트 유닛 111 : 청색 발광 다이오드110: front light unit 111: blue light emitting diode
112 : 광 가이드 파이프 113,113a,113b : 광 여기 확산 시트112:
116 : 도광판 121,143 : 편광판116: light guide plate 121,143: polarizing plate
130 : 액정 패널 141 : 확산판130: liquid crystal panel 141: diffuser plate
142 : 반사 편광판142: reflective polarizer
본 발명은 광원 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light source device and a liquid crystal display device using the same.
일반적으로 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다.In general, the liquid crystal display is a flat panel display having advantages of small size, thinness, and low power consumption, and is used as a portable computer such as a notebook PC, office automation equipment, and audio / video equipment.
이러한, 액정표시장치는 유전 이방성을 가지는 액정물질에 인가되는 전계를 제어하여 광을 투과 또는 차단하여 화상 또는 영상을 표시하게 된다. 액정표시장치는 일렉트로 루미네센스(Electro-luminescence : EL), 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT), 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 등과 같이 스스로 광을 발생하는 표시소자들과는 달리, 스스로 광을 발생하지 않고 외부광을 이용하게 된다.Such a liquid crystal display device displays an image or an image by controlling an electric field applied to a liquid crystal material having dielectric anisotropy to transmit or block light. Liquid crystal displays differ from the display elements that emit light by themselves, such as electro-luminescence (EL), cathode ray tube (CRT), and light emitting diode (LED). It does not occur and uses external light.
통상적으로, 액정표시장치는 광을 이용하는 방식에 따라 크게 투과형과 반사형으로 대별된다. 투과형 액정표시장치는 두 장의 유리기판 사이에 액정물질이 주입된 액정패널과, 액정패널에 광을 공급하는 백라이트(Back Light)를 구비하게 된다.In general, liquid crystal displays are roughly classified into a transmissive type and a reflective type according to a method of using light. The transmissive liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which a liquid crystal material is injected between two glass substrates, and a back light for supplying light to the liquid crystal panel.
그러나, 투과형 액정표시장치는 백라이트의 부피, 무게로 인하여 박형화·경량화에 어려움이 있으며, 백라이트의 과도한 소비전력이 단점으로 지적되고 있다. 이러한 추세에 대응하여 최근 백라이트를 사용하지 않는 반사형 액정표시장치에 대한 연구 개발이 진행되고 있다.However, the transmissive liquid crystal display device has difficulty in thinning and weighting due to the volume and weight of the backlight, and has been pointed out as an excessive power consumption of the backlight. In response to this trend, research and development of a reflective liquid crystal display device that does not use a backlight have been recently conducted.
반사형 액정표시장치는 자체의 광원이 별도로 마련되지 않으므로 자연광(또는, 주변광)에 의존하여 화상을 표시하게 된다. 따라서, 별도의 백라이트가 필요 없으므로 소비전력이 적어 전자수첩이나 개인정보단말기등의 휴대용 표시소자로 널 리 쓰인다.Since the reflective liquid crystal display device does not have its own light source, it displays an image depending on natural light (or ambient light). Therefore, since a separate backlight is not required, the power consumption is low, so it is widely used as a portable display device such as an electronic notebook or personal information terminal.
그러나, 반사형 액정표시장치는 자연광이 충분한 광량을 가지고 있지 않는 경우(예를 들면, 주변이 어두운 경우) 표시화상의 휘도 레벨이 저하되어 표시된 정보를 읽을 수 없게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 반사형 LCD에 별도로 설치되어 주변광이 어두울 경우 반사형 액정표시장치에 광빔을 공급하는 프론트 라이트 유닛(Front Light Unit: FLU)이 사용되고 있다.However, the reflection type liquid crystal display device has a problem in that when the natural light does not have a sufficient amount of light (for example, when the surroundings are dark), the luminance level of the display image is lowered and the displayed information cannot be read. In order to solve this problem, a front light unit (FLU), which is separately installed in the reflective LCD and supplies light beams to the reflective liquid crystal display when the ambient light is dark, is used.
상기 프론트 라이트 유닛은 백색 광원을 발생하는 백색 발광 다이오드와, 광 빔을 액정패널의 표시면 쪽으로 균일하게 출사시키는 도광판(Light Guide Plate), 그리고 프리즘 시트, 확산 시트 등의 광학 시트류를 포함하는 구성이다. The front light unit includes a white light emitting diode for generating a white light source, a light guide plate for uniformly emitting a light beam toward the display surface of the liquid crystal panel, and an optical sheet such as a prism sheet and a diffusion sheet. to be.
이러한 프론트 라이트 유닛은 발광부로서 백색 발광 다이오드를 주로 사용하고 있다. 그러나, 백색 발광 다이오드는 상대적으로 다른 다이오드에 비해 가격이 고가이고, 광 스펙트럼상에서 청색에 치우진 곡선을 나타내어 색 재현성이 떨어지고 있다.The front light unit mainly uses a white light emitting diode as a light emitting unit. However, white light emitting diodes are relatively expensive compared to other diodes, and have a blue biased curve in the light spectrum, resulting in poor color reproducibility.
이러한 색 재현성이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 LED 컬러 필터를 사용하거나, RGB LED를 사용하여 파장 스펙트럼 상의 청색 파장뿐만 아니라, 녹색, 적색 파장 영역도 발광시켜 색 재현성을 높이는 시도를 하고 있다.In order to solve such a problem of inferior color reproducibility, an LED color filter or an RGB LED is used to improve color reproducibility by emitting not only blue wavelengths in the wavelength spectrum but also green and red wavelength regions.
그러나, 백색 발광 다이오드에 고색재현성의 컬러필터를 사용하는 경우 투과율 저하로 인하여 휘도가 저하되고, RGB 3종의 LED를 사용하는 경우 고가의 LED 가격으로 인하여 제품의 원가가 상승하게 된다.However, when a color filter with high color reproducibility is used for a white light emitting diode, luminance decreases due to a decrease in transmittance, and when using three kinds of RGB LEDs, the cost of a product increases due to an expensive LED price.
본 발명은 발광 다이오드를 이용하여 백색 광을 출광할 수 있는 광원 장치를 제공한다.The present invention provides a light source device capable of emitting white light using a light emitting diode.
본 발명은 발광 다이오드에서 발생된 광의 일부를 여기시켜 백색 광으로 출광할 수 있도록 한 광원 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치를 제공한다.The present invention provides a light source device and a liquid crystal display device using the same to excite a part of the light generated by the light emitting diode to be emitted as white light.
본 발명은 프론트 또는 백 라이트 유닛을 이용한 액정 표시 장치를 제공한다.The present invention provides a liquid crystal display using a front or backlight unit.
본 발명 실시 예에 따른 광원 장치는 하나 이상의 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드로부터 발생된 광을 선 광원으로 변환하는 광 가이드 파이프; 입사되는 상기 발광 다이오드 광의 일부를 투과시키고 나머지는 다른 파장의 광으로 여기하여, 백색 광원으로 출광하는 광 여기 확산 시트를 포함한다.In one embodiment, a light source device includes at least one light emitting diode; A light guide pipe for converting light generated from the light emitting diode into a line light source; And a light excitation diffusion sheet that transmits a part of the incident light of the light emitting diode and excites the rest with light of a different wavelength, and emits the light by a white light source.
또한 본 발명 실시 예에 따른 광원 장치는, 하나 이상의 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드 광의 진행 경로에 위치하며, 입사되는 상기 발광 다이오드의 광을 내부에 포함된 형광체에 의해 백색 광으로 출광하는 형광시트; 상기 백색 광을 액정 패널에 조사하는 도광판을 포함한다. In addition, a light source device according to an embodiment of the present invention, at least one light emitting diode; A fluorescent sheet positioned in a path of the light emitting diode light and emitting light of the light emitting diode to white light by a phosphor included therein; The light guide plate which irradiates the said white light to a liquid crystal panel is included.
본 발명 실시 예에 따른 액정 표시 장치는, 제 1항의 광원 장치를 포함하는 하나 이상의 프론트 또는 백 라이트 유닛; 상기 프론트 또는 백 라이트 유닛에서 조사되는 광을 이용하여 화면을 표시하는 하나 이상의 액정 패널을 포함한다. According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display includes: at least one front or backlight unit including the light source device of claim 1; At least one liquid crystal panel for displaying a screen by using light emitted from the front or backlight unit.
본 발명 실시 예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 프론트 라이트 유닛의 정면도이다. 1 is a side cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the front light unit of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 액정 표시 장치는 프론트 라이트 유닛(FLU: Front Lignt Unit)(110), 액정 패널(130), 확산판(141), 반사 편광자(142), 상/하부 편광판(121,143)을 포함한다.1 and 2, the liquid crystal display includes a front light unit (FLU) 110, a
상기 프론트 라이트 유닛(110)은 광을 발생하고 발생되는 광을 면 광원으로 변환하여 액정 패널(130) 방향으로 조사하게 된다. 이를 위해 상기 프론트 라이트 유닛(110)은 발광 다이오드(111), 광 가이드 파이프(112), 광 여기확산 시트(113), 도광판(116)을 포함한다. 상기 발광 다이오드(111)은 청색 발광다이드, 자외선 발광 다이오드 등이 될 수 있으며, 이하 청색 발광 다이오드를 예를 들어 설명한다.The
상기 청색 발광 다이오드(111)는 광 가이드 파이프(112)의 양단에서 청색 파장의 광을 발생하며, 발생된 광은 상기 광 가이드 파이프(112)에 입사된다. The blue
상기 광 가이드 파이프(112)는 청색 발광 다이오드(111)로부터 입사되는 점 광원을 선 광원으로 변환하여 출광하게 된다. 이러한 광 가이드 파이프(112)는 도광판(116)의 폭과 동일한 폭으로 형성되어, 출광면(112a)을 제외한 부분에는 선 광원으로 광을 반사하기 위한 Ni, Al 등의 반사용 금속 코팅막이 형성되어 있게 된다. The
이러한 광 가이드 파이프(112)에 의해 출광된 선 광원은 광 여기 확산 시트(113)에 입사되며, 광 여기 확산 시트(113)는 청색 광원을 백색 광원으로 출광하게 된다. 이를 위해 상기 광 여기 확산시트(113)는 내부에 확산 물질 및 형광체를 포함하는 형광 시트로서 기능하며, 상기 확산 물질은 균일한 광이 출광될 수 있도록 해 주며, 형광체는 무기 형광체, 유기 형광체, 유기 안료, 나노 물질 등으로 이루질 수 있으며, 청색광을 녹색, 적색 광의 파장으로 출광시켜 준다. The line light source emitted by the
이러한 광 여기 확산 시트(113)는 광 가이드 파이프(112)와 도광판(116) 사이에 위치하며, 입사되는 청색 광 중에서 일부 광은 투과시키고 다른 광은 흡수하여 다른 파장의 광으로 출광시켜 준다. 예를 들면, 청색 파장의 광의 일부는 투과시키고 투과되지 않은 나머지 광은 형광체에 의해 여기되어 녹색 및 적색 등의 광으로 출광된다. 이러한 광 여기 확산 시트(113)에서는 일부 투과된 청색 광과 상기 여기된 녹색 및 적색 광이 혼합되어 백색 광이 출광된다.The light
상기 광 여기 확산 시트(113)로부터 출광된 백색 광은 도광판(116)에 입사되며, 상기 도광판(116)은 요철 형상의 일면(114)에서 균일하게 반사되어 타면(115)으로 투과된다. 이러한 도광판(116)에서 출사된 광은 면 광원으로 액정 패널에 조사된다. 또한 액정패널(130)에서 도광판(116)으로 입사되는 광은 투과된다. 이러한 광 여기 확산 시트(113)는 프론트 라이트 유닛(110)의 광 진행 경로 중에 임의의 위치에 설치될 수 있다. The white light emitted from the light
상기 액정 패널(130)은 소정 간격을 두고 서로 대향되는 제 1기판(131) 및 제 2기판(133)과, 상기 제 1 및 제 2기판(131,133) 사이에 액정이 주입된 액정층(132)을 포함하며, 투과형 액정 패널로 기능한다. 상기 제 1 및 제 2기판(131,133)은 투명한 유리기판으로서, 상기 제 1기판(131) 및/또는 제 2기판(133) 상에는 투 명전극, 컬러필터, 액정 소자의 각 픽셀이 규정되는 영역마다 각 픽셀의 스위칭 소자가 되는 박막 트랜지스터(TFT) 소자가 설치될 수 있다. The
이러한 액정층(132)은 전계에 의해 액정의 배열각을 변화(예 : 원 편광)되고 변화된 배열각에 따라 광 투과도가 변경되어 원하는 화상을 얻게 된다. 이때, 액정의 배열각과 액정이 배열되는 시기를 제어하기 위해 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 라인과 데이터 라인에 구동 신호 및 타이밍 신호를 인가한다. 여기서, 상기 액정은 TN(Twist Nematic) 모드를 예시적으로 설명하기 있으나, ECB, OCB, IPS(In-Plane Switching) 또는 VA(Vertically Aligned) 모드 등이 적용되는 액정 패널을 형성할 수 있다.The
그리고 상기 액정 패널(130)과 도광판(110) 사이에는 상부 편광판(121)이 부착된다. 상기 상부 편광판은 반사 방지(AR) 코팅되어 입사 또는 투과되는 광을 상부 편광판의 투과축에 따라 투과시켜 준다.An
상기 액정 패널(130)의 하부에는 확산판(141), 반사 편광판(142), 하부 편광판(143)이 구성되는데, 상기 확산판(141)은 액정 패널(130)을 통과하는 광을 산란시켜 주어 광 휘도가 균일하게 되도록 하며, 상기 반사 편광판(142)은 상기 상부 편광판(121) 및 액정 패널(130)을 통과되는 광 중에서 반사 편광판(142)의 투과축에 해당되는 광은 투과시키고 나머지의 광은 재 반사시켜 준다. 이러한 반사 편광판(142)은 고휘도 필름(Display Brilliance Enhancement Film)으로 이루어질 수 있다. A
그리고 하부 편광판(143)은 반사 편광판(142)에서 입사되는 광을 투과축에 따라 편광시켜 준다. 상기 하부 편광판(143)은 상부 편광판(121)의 투과축과 서로 90도를 이루게 되며, 하부 편광판(143)은 반사 편광판(142)의 투과축과는 동일한 축으로 형성된다.The
이와 같이, 액정 패널이 온/오프에 따라 하부 편광판(143)의 투과축을 투과한 광은 서브 화면으로 표시되며, 상기 반사 편광판(142)에서 반사되는 광은 확산판(141), 액정패널(130), 상부 편광판(121)을 거쳐 도광판(116)을 투과하여 메인 화면으로 표시된다. As such, the light transmitted through the transmission axis of the
도 3은 본 발명의 프론트 라이트 유닛의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 구조에서 광 여기 확산 시트의 위치만 변경되는 것으로, 동일한 부분의 중복 설명은 생략하기로 한다.3 is a view showing another example of the front light unit of the present invention. 3 is only the position of the light excitation diffusion sheet in the structure of FIG. 2 is changed, and description of the same portions will be omitted.
도 3을 참조하면, 청색 발광 다이오드(111)에서 발생된 청색 광은 광 여기 확산 시트(113a,113b)에 입사된다. 이때 광 여기 확산 시트(113a,113b)는 청색 발광 다이오드(111)와 광 가이드 파이프(112) 사이에 위치하며, 입사되는 청색 광을 백색 광으로 출광하게 된다. 즉, 광 여기 확산 시트(113a,113b)는 입사되는 청색 광 중에서 일부는 투과시키고, 나머지는 다른 광인 녹색, 적색 광으로 여기시켜 줌으로써, 광 여기 확산 시트(113a,113b)에서 출광된 광은 상기 청색 광, 녹색 광, 적색 광이 혼합된 백색 광이 출광된다.Referring to FIG. 3, blue light generated by the blue
이러한 백색 광은 광 가이드 파이프(112)에서 선 광원으로 변환되고, 도광판(116)에서 면 광원으로 변환되어 액정 패널 방향으로 조사된다. The white light is converted into a line light source in the
도 4는 본 발명의 실시 예와 종래 백색 LED의 색 분포(Color gamut)를 나타 낸 그래프이며, 도 5는 본 발명의 백색 광과 종래 백색 LED의 파장 스펙트럼(wavelength spectrum)을 비교한 그래프이다. 이러한 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 라이트 유닛을 이용하면 색 재현성을 높일 수 있다. 4 is a graph illustrating color gamut of an embodiment of the present invention and a conventional white LED, and FIG. 5 is a graph comparing a wavelength spectrum of a white light of the present invention and a conventional white LED. As shown in FIG. 4 and FIG. 5, using the light unit according to the present invention can improve color reproducibility.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 백색 광원을 제공하는 라이트 유닛으로서, 라이트 유닛을 하나 이상 사용하거나, 프론트 라이트 유닛과 백 라이트 유닛 등에 선택적으로 적용될 수 있으며, 액정 패널의 투과 또는 반 투과 특성, 액정 패널의 개수 등에 따라 라이트 유닛을 다양하게 적용할 수 있다. The liquid crystal display according to the present invention is a light unit that provides a white light source, and may be applied to one or more light units, or selectively applied to a front light unit, a back light unit, and the like. Various light units may be applied depending on the number of panels.
이상에서 본 발명에 대하여 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, these are only examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may have an abnormality within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not illustrated.
예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.For example, each component shown in detail in the embodiment of the present invention may be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
본 발명에 따른 광원 장치 및 액정 표시 장치에 의하면, 청색 광을 이용하여 백색 광으로 출광함으로써, 색 재현성을 높여 주어 선명한 화면을 표시할 수 있다.According to the light source device and the liquid crystal display device according to the present invention, by outputting blue light using white light, it is possible to improve color reproducibility and display a clear screen.
또한 청색 발광 다이오드를 사용하여, 가격 경쟁력을 높일 수 있다.In addition, the price competitiveness can be improved by using a blue light emitting diode.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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KR1020060084243A KR20080020840A (en) | 2006-09-01 | 2006-09-01 | Light apparatus and liquid display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family
ID=39395606
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016122284A1 (en) * | 2015-01-31 | 2016-08-04 | 주식회사 엘지화학 | Back-light unit and display apparatus comprising same |
-
2006
- 2006-09-01 KR KR1020060084243A patent/KR20080020840A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016122284A1 (en) * | 2015-01-31 | 2016-08-04 | 주식회사 엘지화학 | Back-light unit and display apparatus comprising same |
US10401550B2 (en) | 2015-01-31 | 2019-09-03 | Lg Chem, Ltd. | Back-light unit and display apparatus comprising same |
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