KR20090052730A - Display apparatus - Google Patents
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Abstract
광원으로부터 출력되는 광의 경로를 변경시켜 내부 스크린에 순차 주사함으로써 내부 스크린에 포함되는 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체를 각각 발광시키고 발광되는 형광을 외부 스크린에 투영하여 외부 스크린에 영상이 완성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치가 제공된다. 본 발명에 의하면 길이방향으로 균일한 선형광을 출력함과 동시에 선형광을 좁은 공간에서 생성할 수 있다.By changing the path of the light output from the light source and sequentially scanning on the inner screen, the red phosphor, green phosphor and blue phosphor included in the inner screen are respectively emitted and the emitted fluorescence is projected on the outer screen to complete the image on the outer screen. A display device is provided. According to the present invention, linear light can be generated in a narrow space while outputting uniform linear light in the longitudinal direction.
내부 스크린, 형광체, 편광 회전부, 편광필터, 광변조기 Internal screen, phosphor, polarization rotating part, polarization filter, optical modulator
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 형광체를 포함하는 내부 스크린 및 형광체로부터 방사되는 형광을 투영하여 영상이 형성되는 외부스크린을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display apparatus, and more particularly, to a display apparatus including an inner screen including a phosphor and an outer screen on which an image is formed by projecting fluorescence emitted from the phosphor.
종래에 사용되는 디스플레이 장치는 광원으로부터 출력되는 광을 스크린에 직접 순차 주사하여 영상을 출력하는데 이를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Conventionally, a display apparatus used to sequentially output light output from a light source to a screen and output an image is described below with reference to FIG. 1.
먼저, 레이저 다이오드(100)로부터 출력되는 광을 빔 변조기(105)를 통하여 변조시킨다. 빔 변조기(105)는 콘트롤러(115)와 연결된 빔 드라이버(110)에 의하여 구동된다. 빔 변조기(110)에 의하여 변조된 광은 1차 스캐닝 미러(128)에 반사되고 반사된 광은 2차 스캐닝 미러(138)에 의하여 재반사 되어 스크린(140)에 조사된다.First, the light output from the
1차 스캐닝 미러(128)는 수직방향 축을 기준으로 회전되도록 모터(125)와 연결되어 있으며 2차 스캐닝 미러(138)는 수평방향 축을 기준으로 회전되도록 모 터(135)와 연결되어 있다.The
각각의 모터(125, 135)는 X축, Y축 위치선정 드라이버(120, 130)에 의하여 회전하도록 되어 있으며 각각의 위치 데이터는 콘트롤러(115)에 의하여 입력 받는다. 따라서 콘트롤러(115)가 입력하는 위치 데이터에 해당하는 위치의 스크린(140)에 광이 조사되도록 1차 스캐닝 미러(128)와 2차 스캐닝 미러(138)가 고속으로 회전한다.Each of the
콘트롤러(115)는 디스플레이 장치에 포함되어 있거나 디스플레이 장치와 연결되어있는 코어 프로세서로부터 입력 받아 위치 데이터 등을 처리한다.The
이러한 종래의 디스플레이 장치가 완전한 컬러 영상을 완성하려면 적색, 녹색, 및 청색 레이저 다이오드를 모두 구비하여야 한다. 그러나 3개의 레이저 다이오드를 포함하는 경우 레이저 다이오드의 전용공간 및 배치로 인하여 디스플레이가 소형화 되기 어려운 문제가 있다. 특히, 녹색 레이저 다이오드의 경우 구현이 어려워 상용화에 어려움이 있으며 상용화 하더라도 원하는 녹색광의 출력을 내는 녹색 광원부를 포함하는 디스플레이의 부피가 상당히 커지게 된다.Such a conventional display device must have both red, green, and blue laser diodes to complete a full color image. However, when three laser diodes are included, the display cannot be miniaturized due to the dedicated space and arrangement of the laser diodes. In particular, in the case of a green laser diode, it is difficult to realize the commercialization, and even when commercialized, the volume of the display including the green light source unit that outputs the desired green light becomes large.
또한, 빔 변조기 및 스캐닝 미러의 고속 회전, 3가지 레이저 다이오드로 인한 광의 간섭현상 등으로 인하여 발생하는 영상의 노이즈가 필연적으로 발생한다는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that the noise of the image generated due to the high-speed rotation of the beam modulator and the scanning mirror, the interference phenomenon of the light due to the three laser diodes inevitably occur.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하나의 광원만을 포함하되, 적색, 녹색 및 청색 형광체가 배열된 내부 스크린을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a display device including only one light source and including an internal screen in which red, green, and blue phosphors are arranged.
또한, 내부 스크린에 배열된 형광체의 색 배열에 따라 조사되는 광의 편광방향을 회전시킬 수 있는 편광 회전부를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.The present invention also provides a display device including a polarization rotating unit capable of rotating a polarization direction of light irradiated according to a color arrangement of phosphors arranged on an inner screen.
또한, 스캐너가 1차원으로 움직이되, 스캐너가 선형광을 조사하여 2차원 영상을 출력할 수 있도록 하는 광변조기가 포함된 디스플레이 장치를 제공한다.The present invention also provides a display device including an optical modulator for moving a scanner in one dimension and allowing the scanner to output a two-dimensional image by irradiating linear light.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described below.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 디스플레이 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a display device is provided.
본 발명의 일 실시예에 따른면, 광원; 상기 광원으로부터 출력된 광의 경로를 변경시켜 순차 주사하는 스캐너; 상기 순차 주사되는 광에 의하여 형광(Luminescent Light)을 발광시키는 형광체가 배열된 내부 스크린; 및 상기 형광체로부터 발광하여 진행하는 형광을 집광하여 외부 스크린에 투영시키는 투영렌즈를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.In accordance with one embodiment of the present invention, a light source; A scanner which sequentially scans the path of the light output from the light source; An inner screen on which phosphors for emitting luminescent light are arranged by the sequentially scanned light; And a projection lens for condensing the fluorescence emitted from the phosphor and projecting the fluorescence to the external screen.
상기 형광체는 적색, 녹색 및 청색을 각각 방사하는 적색 형광체, 녹색 형광체,및 청색 형광체 중 적어도 하나 이상이고, 상기 적색 형광체, 상기 녹색 형광체 및 상기 청색 형광체는 상기 내부 스크린에 선형 배열되어 각각 적색 형광층, 녹색 형광층 및 청색 형광층을 형성할 수 있다.The phosphor is at least one or more of red phosphor, green phosphor, and blue phosphor emitting red, green, and blue, respectively, and the red phosphor, the green phosphor, and the blue phosphor are linearly arranged on the inner screen, respectively, to form a red phosphor layer. , A green fluorescent layer and a blue fluorescent layer can be formed.
상기 디스플레이 장치는 상기 순차 주사되는 광의 편광방향을 회전시키는 편광 회전부를 더 포함할 수 있다.The display device may further include a polarization rotating unit for rotating the polarization direction of the sequentially scanned light.
상기 편광 회전부는 상기 형광층의 색에 따라 상응하도록 상기 순차 주사되는 광의 편광방향을 수직으로 회전시킬 수 있다.The polarization rotating unit may vertically rotate the polarization direction of the sequentially scanned light to correspond to the color of the fluorescent layer.
상기 편광 회전부는 상기 형광층의 색에 따라 번갈아 상기 순차 주사되는 광의 편광방향을 수직으로 회전시킬 수 있다.The polarization rotating unit may rotate the polarization direction of the sequentially scanned light alternately in accordance with the color of the fluorescent layer.
상기 광원으로부터 출력된 광은 UV 광 또는 청색 레이저 빔일 수 있다.The light output from the light source may be UV light or blue laser beam.
상기 내부 스크린은 상기 스캐너가 상기 광을 조사하는 조사면; 및 상기 형광체가 상기 조사되는 광에 의하여 발광하는 형광이 진행하는 형광면을 포함하되, 상기 조사면에는 상기 형광층의 색에 상응하는 편광필터가 형성 또는 부착될 수 있다.The inner screen may include an irradiation surface to which the scanner irradiates the light; And a fluorescent surface on which the phosphor emits light by the irradiated light, and a polarization filter corresponding to the color of the fluorescent layer may be formed or attached to the irradiation surface.
상기 편광필터는 상기 형광층마다 수직편광 필터 또는 수평 편광필터가 번갈아 형성 또는 부착될 수 있다.The polarization filter may be alternately formed or attached to each of the fluorescent layer, a vertical polarization filter or a horizontal polarization filter.
상기 내부 스크린은 상기 스캐너가 상기 광을 조사하는 조사면; 및 상기 형광체가 상기 조사되는 광에 의하여 발광하는 형광이 진행하는 형광면을 포함하되, 상기 조사면에는 상기 조사되는 광은 통과시키고, 상기 형광체가 발광하는 형광은 반사시키는 조사광 통과필터(Incident Light Pass Filter)가 형성 또는 부착될 수 있다.The inner screen may include an irradiation surface to which the scanner irradiates the light; And a fluorescent surface on which the fluorescent material emits light by the irradiated light, wherein the fluorescent surface passes, and the irradiation surface passes through the irradiated light and reflects the fluorescent light emitted by the phosphor. Filter) can be formed or attached.
상기 형광면에는 상기 조사되는 광을 반사시키고, 상기 형광체가 발광하는 형광을 통과시키는 형광 통과필터(Luminescent Light Pass Filter)가 형성 또는 부착될 수 있다.Luminescent light pass filters may be formed or attached to the fluorescent surface to reflect the irradiated light and to pass fluorescence emitted by the phosphor.
상기 조사광 통과필터 또는 형광 통과필터는 상기 형광층의 색에 상응하도록 형성될 수 있다.The irradiation light passing filter or the fluorescent passing filter may be formed to correspond to the color of the fluorescent layer.
상기 스캐너는 상기 광의 경로를 변경하여 2차원으로 순차 주사하는 것을 특징으로 하는 스캐너일 수 있다.The scanner may be a scanner, characterized in that to sequentially scan in two dimensions by changing the path of the light.
상기 광원은 상기 내부 스크린에서 형광이 발광되는 위치에 따라서 광세기를 변조하여 출력할 수 있다.The light source may modulate and output light intensity according to a position where fluorescence is emitted from the inner screen.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 일정한 광세기로 광을 출력하는 광원; 상기 광원으로부터 출력된 광의 광 특성을 변조하여 선형 변조광을 출력하는 선형 광변조기; 상기 선형 광변조기가 변조한 선형 변조광의 경로를 변경하여 상기 선형 변조광을 일차원으로 주사하는 스캐너; 상기 순차 주사되는 광에 의하여 형광을 발광시키는 형광체가 배열된 내부 스크린; 및 상기 형광체로부터 발광하여 진행하는 형광을 집광하여 외부 스크린에 투영시키는 투영렌즈를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a light source for outputting light at a constant light intensity; A linear light modulator for modulating optical characteristics of light output from the light source to output linear modulated light; A scanner scanning the linearly modulated light in one dimension by changing a path of the linearly modulated light modulated by the linear light modulator; An inner screen on which phosphors which emit fluorescence by the sequentially scanned light are arranged; And a projection lens for condensing the fluorescence emitted from the phosphor and projecting the fluorescence to the external screen.
상기 스캐너에 의하여 순차 주사되는 선형(線形) 변조광의 길이방향으로 상기 형광체가 선형 배열되어 형광층을 이룰 수 있다. The phosphors may be linearly arranged in a longitudinal direction of linearly modulated light sequentially scanned by the scanner to form a fluorescent layer.
상기 형광체는 적색, 녹색 및 청색을 각각 방사하는 적색 형광체, 녹색 형광체,및 청색 형광체 중 적어도 하나 이상이고, 상기 적색 형광체, 상기 녹색 형광체 및 상기 청색 형광체는 각각 적색 형광층, 녹색 형광층 및 청색 형광층을 형성할 수 있다.The phosphor is at least one or more of red phosphor, green phosphor, and blue phosphor emitting red, green, and blue, respectively, and the red phosphor, the green phosphor, and the blue phosphor are red phosphor, green phosphor, and blue phosphor, respectively. A layer can be formed.
상기 선형 광변조기는 복수개의 마이크로 미러가 선형으로 배열되어 선형 변조광을 상기 스캐너로 출력할 수 있다.The linear light modulator may output a linearly modulated light to the scanner by arranging a plurality of micro mirrors in a linear manner.
상기 광원으로부터 출력된 광은 비선형광이고, 상기 디스플레이 장치는 상기 비선형광을 선형광으로 변형시키는 선형광 생성부를 더 포함하되, 상기 광변조기는 상기 선형광 생성부에서 변형된 선형광을 변조하여 상기 선형 변조광을 출력할 수 있다.The light output from the light source is non-linear light, and the display apparatus further includes a linear light generating unit for converting the non-linear light into linear light, wherein the optical modulator modulates the linear light modified by the linear light generating unit to Linear modulated light can be output.
상기 디스플레이 장치는 상기 순차 주사되는 선형 변조광의 편광방향을 회전시키는 편광 회전부를 더 포함할 수 있다.The display device may further include a polarization rotating unit configured to rotate the polarization direction of the linearly modulated light sequentially scanned.
상기 내부 스크린은 상기 스캐너가 상기 선형 변조광을 조사하는 조사면; 및 상기 형광체가 상기 조사되는 광에 의하여 발광하는 형광이 진행하는 형광면을 포함하되, 상기 조사면에는 상기 형광층의 색에 따라 수직편광 필터 또는 수평 편광필터가 번갈아 형성 또는 부착될 수 있다.The inner screen includes an irradiation surface to which the scanner irradiates the linearly modulated light; And a fluorescent surface on which the phosphor emits light by the irradiated light, wherein a vertical polarization filter or a horizontal polarizing filter may be alternately formed or attached to the irradiation surface according to the color of the fluorescent layer.
상기 내부 스크린은 상기 스캐너가 상기 광을 조사하는 조사면; 및 상기 형광체가 상기 조사되는 광에 의하여 발광하는 형광이 진행하는 형광면을 포함하되, 상기 조사면에는 상기 조사되는 광은 통과시키고, 상기 형광체가 발광하는 형광은 반사시키는 조사광 통과필터가 형성 또는 부착될 수 있다.The inner screen may include an irradiation surface to which the scanner irradiates the light; And a fluorescent surface on which the fluorescent material emits light by the irradiated light, wherein a fluorescent light passing filter is formed or attached to the irradiation surface to allow the irradiated light to pass and reflect the fluorescent light emitted by the phosphor. Can be.
상기 형광면에는 상기 조사되는 광을 반사시키고, 상기 형광체가 발광하는 형광을 통과시키는 형광 통과필터가 형성 또는 부착될 수 있다.The fluorescent surface may be formed or attached with a fluorescence pass filter for reflecting the irradiated light and passing the fluorescence emitted by the phosphor.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 광원이 필요 없이 하나의 광원으로 형광체를 포함하는 내부 스크린을 조사하여 완전한 컬러영상을 생성할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect of generating a complete color image by irradiating an internal screen including the phosphor with one light source without the need of a plurality of light sources.
또한, 하나의 광원만을 사용함으로써 디스플레이 장치의 부피를 크게 줄일 수있어 소형 모바일 기기 등에도 사용될 수 있다.In addition, the volume of the display device can be greatly reduced by using only one light source, and thus it can be used for small mobile devices.
또한, 조사되는 광을 편광회전부에 통과시킴으로써 각 형광층에 조사되는 광의편광방향을 서로 다르게 하여 각 형광층간에 색간섭을 줄일 수 있는 효과도 있다.In addition, by passing the irradiated light through the polarization rotating unit, the polarization direction of the light irradiated to each fluorescent layer is different from each other, thereby reducing the color interference between the respective fluorescent layers.
또한, 편광회전부를 통과하여 서로 수직으로 편광된 각 조사광을 형광층과 대응되는 수평 또는 수직필터에 통과시켜 인접한 형광층에 조사광이 유입되지 않도록 함으로써 색간섭 및 스펙클 노이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, by passing through the polarization rotation to each of the vertically polarized irradiation light through a horizontal or vertical filter corresponding to the fluorescent layer to prevent the irradiation light into the adjacent fluorescent layer to reduce the color interference and speckle noise There is.
또한, 내부 스크린에 조사되는 광의 모양을 선형으로 변조하여 선형 광변조기에 진입시켜 변조함으로써 스캐너가 일차원으로만 광을 조사할 수 있도록 하여 스캐너의 기계적 손실을 줄일 수 있다.In addition, by linearly modulating the shape of the light irradiated onto the inner screen and entering the linear light modulator, the scanner can irradiate light only in one dimension, thereby reducing the mechanical loss of the scanner.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in describing the present invention with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals. Duplicate explanations will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 광원(200), 내부 투영렌즈(210)(Inner Projective Lens), 스캐너(220)(Scanner), 내부 스크린(230), 외부 투영렌즈(240) (Outer Projective Lens)을 포함한다.Referring to FIG. 2, a display device according to an exemplary embodiment may include a
외부 스크린(250)은 외부 투영렌즈(240)를 통하여 투영되는 영상이 형성되는 스크린으로써 디스플레이 장치 외부에 위치한다. 외부 스크린의 적색, 녹색 청색의 광이 투영되어 컬러 영상이 투영될 수 있는 백색 계열의 평면일 수 있다.The
광원(200)은 UV(Ultra Violet) 빔(Beam)이나 청색 레이저 빔을 출력하는 UV 램프 또는 반도체 레이저(Semiconductor Laser) 등으로 구성될 수 있다. 다만 광원(200)의 종류는 이에 한정되는 것이 아니라 후술할 내부 스크린(230)의 형광체(Phosphor)의 형광(Phosphoresce)현상을 일으키기 위하여 사용될 수 있는 모든 종류의 광원이 이에 포함된다. 후술할 바와 같이 내부 스크린(230)에 빔을 조사하여 적색, 녹색 및 청색 형광체를 각각 발광시킴으로 완전한 컬러 영상을 완성할 수 있으므로 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 별도로 적색, 녹색 및 청색 광원을 모두 구비할 필요가 없다.The
광원(200)은 영상제어부(미도시)와 연결되어 메인 프로세서(미도시) 또는 임베디드 프로세서(미도시)로부터 입력되는 신호에 따라 영상의 각 픽셀에 해당하는 광 세기를 조절하여 빔을 출력할 수 있다.The
광원(200)으로부터 출력되는 빔은 내부 투영렌즈(210)를 통과한다. 내부 투영렌즈(210)는 광원으로부터 출력되는 빔의 모양을 변경할 수 있다. "내부"라는 용어의 의미는 내부 스크린에 조사되기 전에 광원으로부터 조사되는 빔을 투영하는 위치에 포함되어 있음을 의미하는 용어이다. 반대로 후술할 외부 투영렌즈(250)의 "외부"는 내부 스크린으로부터 발광하는 형광을 투영하여 외부 스크린(250)에 영상을 완성하도록 하는 위치에 있음을 의미한다. 즉, 디스플레이 장치의 사용자는 외부 스크린(250)을 통하여 완성된 영상을 인지할 수 있다.The beam output from the
빔을 구성하는 광속(Light stream) 각각의 경로가 내부 투영렌즈(210)를 통 과하면서 빔의 중심으로 굴절을 일으켜 빔의 진행 단면이 줄어 들게 된다. 빔의 진행 단면을 변경시키는 것은 광원(200)으로부터 출력된 빔이 시준(Collimate) 또는 집광(Condense)이 되지 않아 스캐너(220)에 정확히 조사되지 않아 영상이 완성되지 않는 것을 방지하기 위함이다.The path of each of the light streams constituting the beam passes through the
따라서 빔을 내부 투영렌즈(210)를 통과시키면 진행 단면이 줄어든 빔이 스캐너(220)에 도달할 수 있다. 스캐너(220)는 내부 투영렌즈(210)로부터 조사된 빔을 소정 각도로 반사시켜 내부 스크린(230)에 투사한다. 이때 소정 각도는 영상 제어부(미도시)로부터 입력되는 스캐닝 제어 신호에 의해 정해진다. 스캐닝 제어신호는 영상 제어 신호와 동기화하여 영상 제어 신호에 상응하는 내부 스크린(230)상에 빔이 투사될 수 있는 각도로 스캐너(220)를 회전시킨다. 영상 제어 신호는 영상의 각 픽셀에 해당하는 적색, 녹색 및 청색의 화소값 정보에 상응하도록 광원(200)에서 출력하는 광 세기를 조정하도록 디스플레이 장치 내부의 각 구성을 제어하는 신호이다.Therefore, when the beam passes through the
따라서 영상 제어신호와 동기화되는 스캐닝 제어 신호는 스캐너(220)의 구동각 및 구동속도에 대한 정보를 포함하고 있으며, 구동각 및 구동속도에 따라 스캐너(220)는 특정 시점에 특정 위치에 위치하게 된다. 스캐너(190)는 폴리곤 미러(Polygon Mirror), 회전바(Rotating bar) 또는 갈바노 미러(Galvano Mirror) 등일 수 있다. 스캐너(220)는 좌우 수평방향으로 회전하는 수평모듈과 상하 수직으로 회전하는 수직모듈의 2개 모듈로 구성될 수도 있으며 하나의 모듈로서 상하 좌우로 2차원 평면의 전 영역을 조사하도록 할 수 도 있다.Therefore, the scanning control signal synchronized with the image control signal includes information about the driving angle and the driving speed of the
스캐너(220)는 회전하면서 빔을 반사시켜 내부 스크린(230)에 순차 조사하게 된다. 즉, 스캐닝 제어 신호에 의하여 스캐너(200)는 프로그래시브(Progressive) 방식으로 내부 스크린(230)의 전 영역을 순차주사 할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 포함되는 스캐너(220)의 주사방식은 비월(인터레이스 : Interlace)방식으로 대체될 수 있음은 본 발명의 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.The
스캐너(220)에 의하여 광이 조사되는 위치에는 내부 스크린(230)이 위치한다. 내부 스크린(230)은 광이 투과될 수 있는 여러 종류의 광학재질로 구성되어 있으며 그 내부에 형광체가 배열되어 있을 수 있다. 예를 들어 내부 스크린(230) 전체는 유리 또는 공기로 구성되고 그 내부에 형광체(Phosphors)가 배열되어 있을 수 있다. The
형광체는 외부의 에너지를 흡수하여 가시광선을 방출하는 물질을 통칭하는 명칭이다. 형광체는 종류에 따라 적색의 형광(Luminescent Light)을 발광(Luminescence)하는 적색 형광체, 녹색을 발광하는 녹색 형광체 및 청색을 발광하는 적색 형광체로 나뉜다.Phosphors are generic names for materials that absorb external energy and emit visible light. Phosphors are classified into red phosphors that emit red luminescence (Luminescent Light), green phosphors that emit green light, and red phosphors that emit blue light, depending on the type.
적색 형광체로는 붕산 카드뮴 등이 사용될 수 있으며, 녹색 형광체에는 규산아연의 금속 또는 에오신, 프루로레세인의 염료, 클로로필, 산화우라늄을 함유한 카나리 유리 등이 사용될 수 있다. 또한, 청색 형광체로는 텅스텐산칼슘, 형석 등이 사용될 수 있다. 다만 각 형광체의 모체 재질이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형광 물질로 대체될 수 있음은 자명하다.Cadmium borate or the like may be used as the red phosphor, and a metal or eosin of zinc silicate, a dye of prulorosein, chlorophyll, or a canary glass containing uranium oxide may be used as the green phosphor. In addition, calcium tungstate, fluorite, or the like may be used as the blue phosphor. However, it is obvious that the parent material of each phosphor is not limited thereto and may be replaced with various phosphors.
내부 스크린(230)에 배열된 형광체는 상술한 바와 같이 발광하는 형광의 색(色)에 따라서 선형(線型)으로 배열되어 각각 띠(Strap) 모양의 적색 형광층, 녹색 형광층 및 청색 형광층을 형성한다. 따라서 내부 스크린(230)은 적색띠, 녹색띠, 청색띠로 이루어진 무지개와 같이 적색 형광층, 녹색 형광층 및 청색 형광층이 차례로 위치한 평면 스크린일 수 있다. 내부 스크린(230)의 전체 부피 중에서 형광체가 차지하는 비중은 형광체를 내부 스크린(230)에 포함시키는 방식이나 비율에 따라 달라진다. 예를 들어 내부 스크린(230)에 형광체를 도핑(Doping)하는 레벨에 따라 형광체가 포함된 밀도가 달라질 수 있다. 내부 스크린(230) 및 내부 스크린(230)에 배열된 각 형광층의 형상에 대하여는 도 3 및 도 4를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.The phosphors arranged on the
상술한 스캐너(220)는 내부 스크린(230)의 각 형광층에 차례로 빔을 순차 주사하게 된다. 빔은 형광체를 자극(Excitement)하여 발광 현상을 유도한다. 즉, 형광체는 조사되는 빔의 에너지를 흡수하여 형광체의 고유한 색을 발광하게 된다. 따라서 적색, 녹색 및 청색의 각 형광층은 각각 적색, 녹색 및 청색의 광을 발광하게 된다.The above-described
예를 들어 내부 스크린(230)의 최상단으로부터 적색 형광층, 녹색 형광층, 청색 형광층, 적색 형광층, 녹색 형광층,… 녹색 형광층, 청색 형광층의 순서로 형광층이 배열되어 있는 경우를 가정할 수 있다. 이 경우 스캐너는 적색 형광층의 양단(兩端) 중 일단(一端)에서부터 타단(他端)까지 빔을 조사한 뒤, 다시 녹색 형광층(G-1)의 양단 중 일단에서부터 타단까지 광을 조사하는 순차 주사를 수행할 수 있다.For example, the red fluorescent layer, green fluorescent layer, blue fluorescent layer, red fluorescent layer, green fluorescent layer,... It may be assumed that the fluorescent layers are arranged in the order of the green fluorescent layer and the blue fluorescent layer. In this case, the scanner irradiates a beam from one end of the red fluorescent layer to the other end and then irradiates light from one end of the green fluorescent layer G-1 to the other end. Sequential scans can be performed.
예를 들어, 720ⅹ480 화소의 영상을 디스플레이 하려는 경우 각 형광층의 길이는 720 개의 픽셀의 화소값을 담당하게 되며, 총 형광층의 개수는 720ⅹ3(R, G, B)이어야 한다. 즉 적색 형광층의 길이가 10 cm인 경우 10 cm의 1/720배의 길이부분이 하나의 픽셀의 적색 화소값에 해당하는 형광을 발광하여야 한다.For example, when displaying an image of 720 x 480 pixels, the length of each fluorescent layer is responsible for a pixel value of 720 pixels, and the total number of fluorescent layers must be 720 x 3 (R, G, B). That is, when the length of the red fluorescent layer is 10 cm, 1/720 times the length of 10 cm should emit fluorescence corresponding to the red pixel value of one pixel.
이러한 순차주사의 결과 적색 형광층으로부터 발광되는 형광이 먼저 외부 투영렌즈(240)를 통과하여 외부 스크린(250)에 투영(Projection)된다. 이 후 차례로 녹색 형광층으로부터 발광되는 형광이 외부 스크린(250)에 투영되며, 청색 형광층으로부터 발광되는 형광이 외부 스크린(250)에 투영된다. 따라서 위의 예에서 내부 스크린 최상단의 적색 형광층으로부터 최하단의 청색 형광층까지 순차 조사가 완료되면 외부 스크린(250)에는 하나의 프레임이 완성된다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 광원(200)으로부터 출력되는 광은 각 픽셀에 해당하는 형광층을 조사할 때마다 각 픽셀의 적색, 녹색 및 청색의 광 세기를 조정하여 형광을 발광하므로 픽셀 고유의 적색, 녹색 및 청색의 조합으로 이루어지는 영상이 완성될 수 있다.As a result of the sequential scanning, the fluorescence emitted from the red fluorescent layer is first projected through the
외부 투영 렌즈(240)는 내부 스크린(230)으로부터 발광되는 형광을 집광하여 스크린의 해당 픽셀 위치에 투영(Projection)하는 역할을 한다. 외부 투영 렌즈(240)는 도 2에서 단일 렌즈로 나타내었으나 복수의 렌즈의 집합으로 구성될 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 외부 스크린(250)에는 집광된 광이 투영되면서 완전한 컬러 영상이 생성되고 사용자는 외부 스크린(250)을 통하여 영상을 인식할 수 있게 된다.The
이하에서는 도 3 내지 도 4를 통하여 내부 스크린의 구조에 대하여 좀 더 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the structure of the inner screen will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 4.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린의 구조를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a structure of an internal screen included in a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3를 참조하면, 내부 스크린(230)은 최상단으로부터 적색 형광층(R-1), 녹색 형광층(G-1), 청색 형광층(B-1)의 순서로 반복 배치되어 있다. 다만, 적색, 녹색, 청색,…, 적색, 녹색 및 청색의 순서로 배치된 것은 본 발명의 일 실시예에 의한 형광층의 배치에 불과하며, 적색, 녹색, 청색,…적색,녹색 및 청색의 순서는 변경이 가능하다.Referring to FIG. 3, the
각 형광층에 나타난 화살표 모양의 점선은 스캐너(220)가 빔을 순차 조사하는 경로를 나타낸다. 즉, 조사되는 빔은 도 2의 내부 스크린(230)의 좌측에서 우측으로 빔을 조사하며, 최상단의 적색 형광층에서 최하단의 청색 형광층까지 순차적으로 빔을 조사한다. 좌측과 우측은 설명의 편의를 위하여 도 3을 기준으로 사용한 용어이며 본 발명의 디스플레이 장치의 좌측과 우측을 한정한 것이 아님은 자명하다.Arrow-shaped dotted lines appearing in each fluorescent layer represent a path through which the
최상단으로부터 세번째로 배치된 청색 형광층(B-1)에 형성된 타원형의 표시는 현재 스캐너(220)가 조사하고 있는 빔의 형상을 나타낸다.The elliptical mark formed on the blue fluorescent layer B-1 disposed third from the top thereof indicates the shape of the beam currently being scanned by the
내부 스크린(230)의 최하단의 적색(R-3), 녹색(G-3) 및 청색(B-3)의 형광층의 우측에 표시된 "11"는 일 픽셀을 나타낸다. 즉, 조사되는 광이 적색 형광층(R- 3)을 조사하면서 적색 형광층(R-3)에서 발광하는 광이 내부 스크린(230)의 반대편으로 투영되어 외부 스크린(250)에 비추어 지고, 이 후 순차적으로 녹색 형광층 및 청색 형광층에서 조사되는 광이 외부 스크린(250)에 비추어 지면서 일 픽셀의 완성된 화소값을 형성한다. 즉,"11" 번 좌측에서는 1번부터 10번까지의 픽셀에 해당하는 영상이 외부 스크린(250)에 투영되어 있는 상태이다.“11” displayed to the right of the fluorescent layer of red (R-3), green (G-3) and blue (B-3) at the bottom of the
따라서 인접해 있는 세 개의 형광층(R-3, G-3, B-3)은 모두 외부 스크린(250)에 형성되는 영상 중 같은 열에 해당하는 픽셀들의 화소값 형성을 담당한다.Accordingly, three adjacent fluorescent layers R-3, G-3, and B-3 are in charge of forming pixel values of pixels corresponding to the same column among images formed on the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a display apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 도 2에서 설명한 디스플레이 장치와 비교할 때 편광 회전부(260) (Polarization Rotator)를 더 포함하는 점 이외에 다른 구성은 동일하다. 이하에서는 편광 회전부(260)에 대하여 설명하도록 한다.Referring to FIG. 4, other configurations are the same except that the apparatus further includes a
빔을 구성하는 광은 전자기 파동으로서 전기장과 자기장이 진동을 하면서 전파되는 현상으로서 전기장과 자기장은 서로 수직하면서 광의 진행방향에 수직으로 진동하므로 횡파에 해당한다. 그런데 광원(200)으로부터 출력되는 빔은 내부 투영렌즈(210)를 통과하고 스캐너(220)를 통해 내부 스크린(230)의 일정 영역에 조사되지만, 전기장과 자기장의 진동면은 여러면이 같은 확률로 포함된다.The light constituting the beam is an electromagnetic wave, which propagates while the electric and magnetic fields vibrate. The electric and magnetic fields vibrate perpendicularly to the traveling direction while being perpendicular to each other. However, the beam output from the
그러나 동일한 광원(200)에서 출력되는 빔이라고 하더라도, 진행하는 빔의 전기장 및 자기장의 진동면을 필터링 하면, 진행하는 빔의 광 특성을 다르게 할 수 있다. 즉, 광에는 제1진동면, 제2진동면, 제3진동면,…, 제N진동면이 존재할 수 있는데 이를 필터링 하여 제1진동면만을 갖는 편광 또는 제N진동면만을 갖는 편광으로 각각 광 특성을 다르게 할 수 있다.However, even if the beam is output from the same
이러한 원리를 응용한 편광 회전부(260)는 빔의 편광방향을 회전시키는 기능을 수행한다. 편광 회전부(260)는 스캐너(220)와 내부 스크린(230) 사이에 존재하므로 스캐너(220)가 내부 스크린(230)에 조사하는 빔의 편광방향을 회전시킨다.The
편광 회전부(260)는 액정(LC : Liquid Crystal) 편광 회전부일 수 있다. 액정은 분자들이 고체에서 볼 수 있는 완전한 규칙성을 가지는 상태와 통상의 등방성 액체에서 볼 수 있는 것과 같은 불규칙한 상태와의 중간 상태에 있는 것을 의미한다.The
그러나 액정 상태는 외계로부터 전기장이 가해지면 액정 분자들의 배열이 변하게 되는데 이를 이용하여 내부 스크린에 조사되는 광을 편광시킬 수 있다. 즉, 전기장이 일 방향으로 가해진 액정에 내부 스크린에 조사되기 이전의 광을 투과시키면 광이 필터링 되어 일 방향으로 가해진 전기장과 동일한 진동면 만이 남으면서 편광이 된다. 즉, 분자들의 배열에 따라 빔을 특정방향으로 편광시킬 수 있다.However, in the liquid crystal state, the arrangement of the liquid crystal molecules changes when an electric field is applied from the outside, and polarizes light irradiated onto the inner screen using the liquid crystal. That is, when the electric field is transmitted to the liquid crystal applied in one direction before the inner screen is irradiated, the light is filtered and polarized while leaving only the same vibration plane as the electric field applied in one direction. That is, the beam may be polarized in a specific direction according to the arrangement of the molecules.
또한, 전기장을 이전 전기장의 방향과 수직으로 회전시키거나 인가했던 전기장을 제거하게 되면 액정을 투과하는 광에 남는 진동면은 이전 전기장과 수직인 진동면만이 남는 편광이 된다.In addition, when the electric field is rotated perpendicularly to the direction of the previous electric field or when the applied electric field is removed, the vibrating plane remaining in the light passing through the liquid crystal becomes polarized light in which only the vibrating plane perpendicular to the previous electric field remains.
따라서 액정 편광 회전부의 경우 외계에서 가하는 전기장의 방향에 따라서 편광방향을 회전시킬 수 있게 된다. 이 경우 내부 스크린(230)에 조사되는 순서에 따라 적색 형광층, 녹색 형광층에 조사되는 광의 편광방향을 서로 수직으로 회전시킬 수 있다.Therefore, in the case of the liquid crystal polarization rotating unit, the polarization direction can be rotated according to the direction of the electric field applied from the external field. In this case, the polarization directions of the light irradiated to the red fluorescent layer and the green fluorescent layer may be rotated perpendicularly to each other in the order of irradiation to the
편광 회전부(260)가 빔의 편광방향을 회전시키는 주기는 도 3에서 설명한 적색 형광층, 녹색 형광층 또는 청색 형광층을 조사하는 경우 각각 형광층을 조사하는 시간주기이다.The period in which the
따라서 색(色)으로 구분되는 형광층에 조사되는 빔의 편광방향은 각 색의 형광층 별로 상이하게 된다. 각 색의 형광층을 구성하는 형광체의 발광특징이 상이하므로 형광체의 형광의 조건인 조사되는 광의 광특성을 변화시켜 각 형광층으로부터 발광되는 형광간의 간섭을 줄일 수 있다.Therefore, the polarization direction of the beam irradiated onto the fluorescent layers classified by colors is different for each fluorescent layer of each color. Since the light emission characteristics of the phosphors constituting the phosphor layers of the respective colors are different, the optical characteristics of the irradiated light, which is a condition of the fluorescence of the phosphor, may be changed to reduce interference between the fluorescence emitted from each phosphor layer.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린의 구성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of an internal screen included in a display device according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면 도 3에서 설명한 내부 스크린(230)과 동일하게 적색 형광층(R-1), 녹색 형광층(G-1), 청색 형광층(B-1)의 순서로 형광층이 배열되어 있다.Referring to FIG. 5, the fluorescent layers are arranged in the order of the red fluorescent layer R-1, the green fluorescent layer G-1, and the blue fluorescent layer B-1 in the same manner as the
그러나 이는 본 발명의 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린(230)의 예시에 불과하며 도 5와는 상이하게 녹색 형광층이 추가적으로 배열되어 적색, 녹색, 청색 및 적색 그리고 적색, 녹색, 청색 및 녹색 형광층의 배열이 반복되도록 구성될 수도 있다. 즉, 스캐너(220)이 하나의 형광층을 조사하면서 생성되는 픽셀군(群)간의 간섭을 줄이기 위하여 녹색 형광층(G), 적색 형광층(B) 또는 청색 형광 층(B)이 추가될 수 있다.However, this is only an example of the
도 5의 적색 형광층(R-1)에 조사되는 빔의 편광방향은 상하 수직방향이다. 편광방향은 전기장(E)을 기준으로 표시한 것이며 자기장의 방향이 이와 수직임은 앞서 설명한 바와 같다.The polarization direction of the beam irradiated to the red fluorescent layer R-1 of FIG. 5 is a vertical direction. The polarization direction is expressed based on the electric field E and the direction of the magnetic field is perpendicular thereto.
적색 형광층(R-1)에 조사되는 빔의 편광방향이 상하 수직방향인 것은 도 4에서 설명한 바와 같이 편광 회전부(260)를 통해 상하 수직방향으로 편광된 광이 조사되기 때문이다.The polarization direction of the beam irradiated to the red fluorescent layer R-1 is vertical and vertical because the light polarized in the vertical and vertical directions through the
스캐너(220)가 적색 형광층(R-1)의 좌측 단에서 우측 단으로 광을 조사하는 동안에는 편광 회전부(260)가 광의 편광방향이 상하 수직방향이 되도록 한다.While the
이 후 스캐너(220)가 적색 형광층(R-1) 하단의 녹색 형광층(G-1)을 조사하는 경우에는 좌우 수평방향으로 편광된 빔이 조사된다. 또한 스캐너(220)가 청색 형광층을(B-1)을 조사하는 경우에는 다시 상하 수직방향으로 편광된 빔이 조사된다.Thereafter, when the
따라서 인접한 양 형광층에는 서로 수직인 방향으로 편광된 광이 각각 조사된다. 이 경우 내부 스크린(230)의 광 조사면에 편광필터(미도시)를 형성시키면 각 형광층에 해당하는 편광된 광만이 형광체를 발광시키게 된다.Therefore, light polarized in directions perpendicular to each other is irradiated to both adjacent fluorescent layers. In this case, when a polarizing filter (not shown) is formed on the light irradiation surface of the
따라서 각각의 형광층에서 서로 수직으로 편광된 광에 의하여 발광되는 형광은 서로 간섭되지 않아 색 간섭(Color Crosstalk)을 방지할 수 있다.Therefore, the fluorescence emitted by the light polarized perpendicularly to each other in each fluorescent layer does not interfere with each other to prevent color crosstalk.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린의 구성을 상세히 나타낸 도면이다.6 is a view showing in detail the configuration of the internal screen included in the display device according to another embodiment of the present invention.
도 6를 참조하면 내부 스크린(630)의 일부가 도시되어 있다. 즉, 적색 형광층(631) 내부에는 적색광을 발광하는 형광체(631p), 녹색 형광층(632) 내부에는 녹색광을 발광하는 형광체 그리고 청색 형광층(633) 내부에는 청색광을 발광하는 형광체가 각각 포함되어 있다. 내부 스크린(630)의 재질은 유리, 공기 등의 광학 재질일 수 있으며, 그 내부에 형광체를 도핑하여 각각 적색, 녹색 및 청색의 형광층이 형성되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 6, a portion of the
도 6의 내부 스크린(630)의 구성 중 도 3의 내부 스크린(230)과 상이한 점은 광이 조사되는 내부 스크린(630)의 면에 편광필터(631f, 632f, 633f)가 형성 또는 부착되어 있는 점이다. 편광필터(631f, 632f, 633f)는 내부 스크린(630)의 면에 하나의 면으로 형성되는 것이 아니라 인접한 형광층 마다 서로 편광방향이 수직인 필터가 형성된다.The difference between the
즉 내부 스크린은 빔이 조사되는 면인 조사면, 내부 스크린에 포함된 형광체가발광하여 형광이 외부 스크린 방향으로 진행되는 면을 형광면의 양면을 포함하고 있다. 그 중 빔이 조사되는 조사면에는 일면으로 형성된 필터가 부착되는 것이 아니라 형광층이 바뀌는 면마다 교차로 각각 수직방향의 편광특징을 갖는 편광 필터가 형성 또는 부착된다.That is, the inner screen includes both sides of the fluorescent surface, an irradiation surface on which the beam is irradiated, and a surface on which the fluorescent material contained in the inner screen emits light so that the fluorescence proceeds toward the external screen. Among them, a filter formed of one surface is not attached to the irradiated surface to which the beam is irradiated, but a polarizing filter having a polarization characteristic in the vertical direction at each intersection is formed or attached to each surface on which the fluorescent layer is changed.
예를 들어, 적색 형광층(631)에는 상하 수직방향으로 편광된 빔만이 퉁과할 수 있는 수직필터(631f)가 형성되며 녹색 형광층(632)에는 좌우 수평방향으로 편광된 광만이 통과할 수 있는 수평필터(632f)가 형성된다.For example, a
즉, 도4에서 설명한 바와 같이 적색 형광층(631), 녹색 형광층(632) 및 청색 형광층(633)에 조사되는 빔은 각각 그 편광방향이 수직이므로 각 형광층(631, 632, 633)에는 인접한 형광층을 조사하는 빔이 유입되지 않는다.That is, as described with reference to FIG. 4, the beams irradiated to the
이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.
도 6의 화살표는 스캐너(220)에서 녹색 형광층(632)을 조사하는 순간의 발광 시점을 나타낸 것인데 도 4에서 설명한 바와 같이 녹색 형광층에 조사되는 빔은 편광 회전부를 통과하면서 좌우로 수평방향인 편광방향을 가진다.The arrow of FIG. 6 shows the light emission time point when the
따라서 녹색 형광층(632)의 조사면에 형성된 편광필터(632f)는 좌우 수평방향으로 편광된 광만을 통과시킨다. 반면 적색 형광층(631) 및 청색 형광층(633)의 조사면에 형성된 편광필터(631f, 633f)는 상하 수직방향으로 편광된 광만을 통과시킨다.Therefore, the
스캐너(220)가 녹색 형광층(632)을 조사하는 경우 위에서 설명한 바와 같이 수평방향으로 편광방향을 가지는 빔을 조사하게 되므로 녹색 형광층(632)의 조사면에 형성된 편광필터(632f)를 통과하여 녹색 형광체를 발광시킨다.When the
그러나 녹색 형광층(632)과 상하로 인접한 적색 형광층(631) 및 청색 형광층(633)의 내면에는 상하 수직방향으로 편광된 광만이 통과할 수 있으므로 녹색 형광층(632)에 조사되는 광이 적색 형광층(631) 또는 청색 형광층(633)으로 유입되지 않는다.However, since only the light polarized in the vertical direction may pass through the inner surfaces of the
이와 같이 편광필터를 이용하여 인접한 광이 조사되면서 유입될 광을 차단하는 것은 해당 형광층에 조사한 빔의 영향으로 인하여 다른 형광층에서 발광이 일어나게 되어 영상이 완성되는 외부 스크린에서는 간섭으로 인한 스페클 노이즈가 발 생하게 되기 때문이다.As described above, blocking the incoming light by irradiating adjacent light using a polarizing filter causes light emission from another fluorescent layer due to the influence of the beam irradiated to the corresponding fluorescent layer, and the speckle noise caused by interference in the external screen where the image is completed. Because it occurs.
즉 도 2에서 설명한 내부 투영렌즈(210), 스캐너(220)를 통하여 조사되는 빔의 조사면의 높이가 정확하게 녹색 형광층(632)의 높이와 동일할 수는 없다. 특히, 초소형의 모바일 기기에 사용되는 경우 내부 스크린의 각 형광층 높이는 수 μ미터 내지 mm에 불과할 수 있는데 조사되는 빔의 높이를 정확히 각 형광체에 조사하기는 매우 어려울 수 있다. 따라서 녹색 형광층(632)과 상하로 인접한 적색 형광층(631) 또는 청색 형광층(633)에도 광이 조사되어 유입될 수 있는 것이다..That is, the height of the irradiation surface of the beam irradiated through the
이 경우 광원(200)으로부터 조사되는 빔은 각 픽셀의 녹색광을 영상에 투영할수 있도로 하는 광 세기로 변조되어 출력되므로 녹색 형광층(632) 이외의 형광층(631, 633)에 유입되면 적색, 청색 형광체까지 발광되어 정확한 RGB 표현이 불가능해진다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린(230)에는 각 형광층마다 편광필터(631f, 632f, 633f)가 형성되어 있으며 편광회전부(260)가 각 인접한 형광층에 각각 편광방향이 수직인 광을 조사할 수 있도록 함으로 녹색 형광층(632) 이외에 인접한 형광층(631, 633)에 조사된 빔은 차단되어 색간섭을 방지할 수 있는 것이다.In this case, the beam irradiated from the
상술한 편광필터(631f, 632f, 633f)는 형광체로부터 발광하는 형광간의 간섭을 방지함으로써 외부 투영렌즈(240)를 통하여 외부 스크린(250)에 스페클 노이즈가 발생되지 않도록 한다. 스페클 노이즈(Speckle Noise)는 미세 변동하는 광들의 간섭으로 인해 생기는 불규칙 광세기 분포를 의미한다. 이로 인하여 스페클 노이즈는 영상이 형성되는 외부 스크린(250) 상에서 영상의 질을 저하시킨다.The polarization filters 631f, 632f, and 633f described above prevent interference between the fluorescence emitted from the phosphor so that speckle noise is not generated on the
따라서 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치에 의하면 모바일 기기 등 소형전자 기기에 사용되는 경우에도 스페클 노이즈가 저감된 영상을 생성할 수 있다.Accordingly, the display device according to an embodiment of the present invention can generate an image with reduced speckle noise even when used in a small electronic device such as a mobile device.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린의 구성을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a configuration of an internal screen included in a display device according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면 내부 스크린(730)의 조사면과 형광면에는 각각의 필터(731f, 732f, 733f, 731f/o 732f/o, 733f/o)가 포함되어 있다. 조사면과 형광면의 필터(731f, 732f, 733f, 731f/o 732f/o, 733f/o)는 도6에서 설명한 편광필터(631f, 632f, 633f)와 마찬가지로 적색 형광층(731), 녹색 형광층(732) 및 청색 형광층(733) 마다 각각 형성 또는 부착되어 있다.Referring to FIG. 7, the
도 7의 조사면 필터(731f, 732f, 733f)와 형광면 필터(731f/o 732f/o, 733f/o)는 도 6에서 설명한 편광필터(631f, 632f, 633f)의 기능뿐만 아니라 조사광을 필터링하거나 형광을 필터링하는 기능도 수행할 수 있다.The irradiation surface filters 731f, 732f, and 733f and the fluorescent surface filters 731f /
조사면 필터(731f, 732f, 733f)는 조사광을 통과시키고 형광을 반사한다. 즉, 조사면 필터는 조사광 통과필터(Incident Light Pass Filter)에 해당한다. 또한 형광면 필터(731f/o 732f/o, 733f/o)는 형광을 통과시키고 조사광을 반사시킴으로 형광 통과필터(Luminescent Light Pass Filter)에 한다.Irradiation surface filters 731f, 732f, and 733f pass irradiated light and reflect fluorescence. That is, the irradiation surface filter corresponds to an incident light pass filter. In addition, the fluorescent screen filters 731f /
조사광 통과필터는 내부 스크린(730)에 조사되는 빔을 통과시키되, 형광은 반시키는 필터로서 광원이 UV 램프인 경우 광원으로부터 출력되어 조사되는 약 380 nm이하의 파장을 갖는 UV 빔만을 통과시킬 수 있다. The irradiating light passing filter passes a beam irradiated to the
반면, 형광 통과필터는 녹색 형광체(732)로부터 발광되는 형광의 경우 광파장은 약 540 nm 내지 580 nm이므로 해당 광파장의 영역만을 통과시킬 수 있는 필터가이용될 수 있다.On the other hand, in the case of the fluorescence passing filter, the light wavelength of the fluorescence emitted from the green phosphor 732 is about 540 nm to 580 nm, so a filter that can pass only the region of the corresponding light wavelength may be used.
광필터(Optical Filter)는 다층 증착막을 사용하여 일정 파장의 광만을 통과시킬 수 있는 필터 등으로서 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명한 기술이므로 이하에서는 본 발명의 내부 스크린에 형성된 각 필터 (731f, 732f, 733f, 731f/o 732f/o, 733f/o)가 조사되는 빔과 형광을 통과시키는 과정에 대하여 설명하기로 한다.An optical filter is a filter that can pass only light of a predetermined wavelength by using a multilayer deposition film, which is obvious to those of ordinary skill in the art, and thus is formed on the inner screen of the present invention. The process through which the respective beams fluoresce the beams irradiated with the
이로 인하여 스캐너(220)로부터 조사되는 조사광은 조사면 필터(731f, 732f, 733f)를 통과하여 형광체를 발광시키고 형광체로부터 발광되는 형광 중 조사면 방향으로 되돌아 나오는 형광을 반사시켜 형광면으로 진행하게 한다.As a result, the irradiated light emitted from the
따라서 반사된 형광은 다시 형광면으로 진행하여 형광면 필터를 통과한다. 따라서 조사면 필터(731f, 732f, 733f)가 없는 경우에 비하여 향상된 광효율을 보장할 수 있게 된다. 즉, 조사면 필터(731f, 732f, 733f)가 없는 경우에는 형광체로부터 발광하는 형광 중 형광면으로 발광하는 형광만이 외부 스크린(250)에 투영되지만, 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치에 의하면, 조사면으로 발광하는 형광까지 반사시켜 외부 스크린(250)에 투영되도록 할 수 있다.Therefore, the reflected fluorescence proceeds back to the fluorescent surface and passes through the fluorescent surface filter. Therefore, the improved light efficiency can be ensured as compared with the case where there are no irradiation surface filters 731f, 732f, and 733f. That is, when there are no irradiation surface filters 731f, 732f, and 733f, only the fluorescence emitted by the fluorescent surface among the fluorescence emitted from the phosphor is projected on the
형광면 필터(731f/o 732f/o, 733f/o)는 형광을 통과시키고 조사광은 반사한다. 즉, 조사되는 빔으로 인하여 형광체가 발광하는 형광 중 형광면으로 진행하는 광은 모두 통과시켜 외부 스크린(250)에 투영되도록 한다. 그러나 조사되는 빔에서 형광체에 자극을 주지 못하고 형광체 사이의 공간을 통과하여 형광면 필터(731f/o 732f/o, 733f/o)에 도달한 광의 경우 형광면 필터(731f/o 732f/o, 733f/o)에 의하여 조사면 방향으로 반사된다.The fluorescent screen filters 731f /
또한, 반사된 광이 내측으로 진행하면서 형광체를 자극하는 경우에 형광체는 다시 형광을 모든 방향으로 발광하게 된다. 이 경우에도 형광면으로 발광하는 형광은 형광면 필터(731f/o 732f/o, 733f/o)를 통과하고, 조사면으로 발광하는 형광은 조사면 필터(731f, 732f, 733f)에 반사되어 형광면으로 진행하여 외부 투영렌즈(240)을 통해 외부 스크린(250)에 투영된다. In addition, when the reflected light travels inward to stimulate the phosphor, the phosphor emits fluorescence in all directions again. Also in this case, the fluorescence emitted by the fluorescent surface passes through the fluorescent surface filters 731f /
이러한 조사면 필터(731f, 732f, 733f)와 형광면 필터(731f/o 732f/o, 733f/o)는 동일한 빔이 필터 없이 조사된 경우에 비하여 광효율을 크게 향상 시킬 수 있다.The irradiation surface filters 731f, 732f, and 733f and the fluorescent surface filters 731f /
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a display device according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면 디스플레이 장치는 광원(800), 시준렌즈(810)(Collimating Lens), 선형광 생성부(820)(Line Beam Generator), 집광렌즈(830)(Condenser Lens), 광변조기(840)(Optical Modulator), 내부 투영렌즈(850), 스캐너(860), 내부 스크린(870), 외부 투영렌즈(880)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the display apparatus includes a
외부 스크린(890)은 디스플레이 장치의 외부 투영렌즈(880)으로부터 투영되는 형광이 조사되어 완전한 컬러영상이 형성되는 화면에 해당하는 것으로 밝은 색 예를 들면 백색의 평면인 경우에는 그 재질에 관계없이 외부 스크린(890)으로써 활용될 수 있다.The
도 2에서 설명한 바와 같이 광원(800)은 UV(Ultra Violet) 빔이나 청색 레이저 빔을 출력하는 UV 램프 또는 반도체 레이저(Semiconductor Laser) 등으로 구성될 수 있다. 후술할 바와 같이 도 8의 디스플레이 장치 또한 내부 스크린(870)에 빔을 조사하여 적색, 녹색 및 청색 형광체를 각각 발광시킴으로 완전한 컬러 영상을 완성할 수 있으므로 별도로 적색, 녹색 및 청색 광원을 모두 구비할 필요가 없다.As described above with reference to FIG. 2, the
도 2에서 설명한 디스플레이 장치와 다른 점은 광원으로부터 출력된 빔이 내부 투영렌즈(850)를 통하여 스캐너(860)로 전달되는 것이 아니라 광원(800)으로부터 출력된 빔이 광변조기(840)를 통하여 변조된 후 내부 투영렌즈(850)를 통해 스캐너(860)에 도달한다는 점이다.Unlike the display device described with reference to FIG. 2, the beam output from the light source is not transmitted to the
광변조기(840)를 광원(800)과 스캐너(860) 중간에 포함시킴으로써 디스플레이 장치는 광원(800)으로부터 출력되는 빔의 광 특성을 광변조기(840)를 통해 제어할 수 있다. 광변조기(840)를 통해 광의 세기 등을 조정할 수 있으므로 광원(800)에 별도의 제어부를 두어 출력되는 광의 세기 등을 조정할 필요가 없다.By including the
예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 광변조기(840)는 마이크로 미러를 광변조기(840)의 상부와 하부에 포함하고 있어 광원(800)으로부터 출력된 광의 세기를 조정할 수 있다. 즉 마이크로 미러의 위치를 조정하여 위상차를 발생시켜 보강간섭 또는 상쇄간섭을 초래하게 되어 광의 세기를 조정할 수 있다. 광변조기(840)의 구성에 대하여는 도9를 통하여 상세히 설명하도록 한다.For example, the
광변조기(840)는 일차원의 선형 광변조기 일 수 있는데 이 경우 광변조기(840)는 선형 변조광을 출력할 수 있다. 선형 광변조기(840)는 앞서 언급한 광변조기(840)의 마이크로 미러가 픽셀 별로 일차원으로 선형 배열되어 있는 광변조기(840)이다. 일차원 선형 광변조기(840)로부터 출력되는 선형 변조광이 스캐너(860)에 도달하면 스캐너(860)는 수평 방향 또는 수직 방향으로만 회전하여도 외부 스크린에 2차원 영상이 완성될 수 있다. 도 2의 스캐너(220)과 달리 원형 화살표가 하나인 것은 하나의 방향으로 회전함을 의미하는 것이다.The
즉, 내부 스크린(870)이 도3, 도5 내지 도7에서 설명한 바와 같이 적색 형광층, 녹색 형광층 등이 가로로 내부 스크린(870) 상단에서부터 하단까지 배열되어 있는 경우 스캐너(860)는 선형 변조광을 상단에서 하단까지 조사한다.That is, when the
즉, 스캐너(860)가 선형 변조광을 적색 형광층에 조사하면 일렬의 픽셀군에 해당하는 적색의 형광이 동시에 외부 투영렌즈(880)를 통하여 외부 스크린(890)에 투영된다. 이후 스캐너(860)가 회전하여 적색 형광층의 하단에 형성되어 있는 녹색 형광층에 선형 변조광을 조사하면 적색 형광이 투영된 픽셀군(群)과 동일한 픽셀군(群)에 해당하는 녹색의 형광이 동시에 외부 투영렌즈(880)를 통하여 외부 스크린(890)에 투영된다. 따라서 스캐너(860)가 선형 변조광을 적색 형광층, 녹색 형광층 및 청색 형광층에 차례로 조사하게 되면 일렬의 픽셀군 영상이 외부 스크린(890)에 생성된다.That is, when the
따라서 광변조기(840)가 선형 광변조기인 경우에는 스캐너(860)는 2차원 움직임을 가질 필요가 없어 고속으로 회전하는 스캐너(860)의 기계적 수명을 늘일 수 있고 디스플레이 장치 내부에서 발생하는 열을 줄일 수 있다. 선형 광변조기의 구성에 대하여는 도 10을 통하여 상세히 설명하도록 한다.Therefore, when the
선형 광변조기(840)가 선형 변조광을 출력하기 위해서는 선형 광변조기(840)에 선형의 광을 입력하거나 점형광을 선형 광변조기(840)에 스캐닝 하여 조사하여야 한다.In order for the linear
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 일차원으로 회전하는 별도의 스캐너(미도시)를 광변조기(860)의 전단에 두어 광원(800)으로부터 출력되는 점형광을 선형 광변조기(860)의 복수개의 마이크로 미러에 스캐닝 하여 조사하여야 한다.That is, the display device according to an embodiment of the present invention, by placing a separate scanner (not shown) that rotates in one dimension in front of the
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 광원(800)으로부터 출력되는 점형 또는 타원형의 광을 선형의 광으로 변형시키는 선형광 생성부(820)를 더 포함할 수 있다. 선형광 생성부(820)는 복수개의 실린더 렌즈를 포함하고 선형광 생성부(820)를 통과한 점형광은 선형광으로 변형된다. 즉 실린더 렌즈(Cylindrical Lens)는 일 축방향으로만 곡률반경을 가진 렌즈 하나 이상의 렌즈 집합을 의미한다. 예를 들어 점형광을 반지(Ring)의 안쪽과 같은 곡면 또는 비구면의 실린더 렌즈에 통과 시키면 점형광은 길이방향으로 퍼져나가게 된다. 이후 길이방향으로 눕힌 연필의 옆면과 같은 곡률을 가진 실린더 렌즈에 퍼져나가는 광을 통과시키면 1차원의 선형광으로 변형된다.In addition, the display device according to another embodiment of the present invention may further include a linear
따라서 선형광 생성부(820)를 더 포함하는 경우, 본 발명의 디스플레이 장치는 광원(800)으로부터 출력된 광을 선형광 생성부(820)에 통과시켜 선형광이 선형 광변조기(840)에 도달할 수 있도록 한다.Therefore, when the linear
따라서 선형 광변조기(840)로부터 변조되어 출력되는 광을 스캐너(860)가 내부 스크린에 순차조사 할 수 있다. 스캐닝 장치가 내부 스크린에 조사하는 선형 변조광은 일차원의 선형이므로 일 차원으로 회전하면서 조사하더라도 내부 스크린의 전 영역을 조사할 수 있다.Therefore, the
예를 들어 도 2에서 설명한 바와 같이 적색 형광층의 좌측에서 우측으로 주사한 뒤 녹색 형광층의 좌측에서 우측으로 순차주사 할 필요가 없다. 즉, 적색 형광층의 좌단에서 우단까지의 길이와 동일하거나 긴 선형 변조광을 한번에 주사할 수 있기 때문이다. 이 경우 적색 형광층의 좌단에서 우단까지의 각 픽셀의 화소값은 선형 변조기(840)의 각 마이크로 미러가 독립적으로 이동시켜 광 세기를 조정할 수 있기 때문에 도2에서 설명한 바와 동일한 영상을 외부 스크린에 투영할 수 있다.For example, as described in FIG. 2, scanning from the left side to the right side of the red fluorescent layer does not need to sequentially scan from the left side to the right side of the green fluorescent layer. That is, since the linear modulated light having the same length or longer length from the left end to the right end of the red fluorescent layer can be scanned at a time. In this case, the pixel value of each pixel from the left end to the right end of the red fluorescent layer can be adjusted by independently moving each micromirror of the
이하에서는 도 9 내지 도 10을 통하여 광변조기 및 선형 광변조기에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the optical modulator and the linear optical modulator will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 10.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 광변조기를 구성하는 마이크로 미러의 형상을 나타낸 도면이다.9 is a view showing the shape of the micro mirror constituting the optical modulator included in the display device according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 광변조기(840)를 구성하는 일렬로 배열된 복수개의 마이크 로 미러들 중 하나의 마이크로 미러를 나타내는 도면으로써 기판(910), 절연층(920), 희생층(930), 리본 구조물(940) 및 압전체(950)를 포함하는 마이크로 미러가 도시되어 있다.Referring to FIG. 9, a diagram illustrating a micromirror of one of a plurality of micromirrors arranged in a line constituting the
기판(910)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 절연층(920)은 식각 정지층(etch stop layer)으로서 증착되며, 희생층으로 사용되는 물질을 식각하는 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다. 여기서 절연층(920) 상에는 입사광을 반사하기 위해 반사층(920(a))이 형성될 수 있다. The
희생층(930)은 리본 구조물(940)이 절연층(920)과 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 양 사이드에서 리본 구조물(940)을 지지하고, 중심부에서 공간(Space)을 형성하는 역할을 한다.The
리본 구조물(940)은 상술한 바와 같이 입사광에 대하여 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 리본 구조물(940)의 형태는 상술한 바와 같이 복수의 리본 형상으로 구성될 수도 있고, 리본의 중심부에 하나 이상의 오픈홀(940(b))을 구비할 수도 있다. 또한, 압전체(950)는 상부 및 하부 전극간의 전압차에 의해 발생하는 상하 또는 좌우의 수축 또는 팽창 정도에 따라 리본 구조물(940)을 상하로 움직이도록 제어한다. 여기서, 반사층(920(a))은 리본 구조물(940)에 형성된 홀(940(b))에 대응하여 형성된다. The
예를 들면, 빛의 파장이 λ인 경우, 리본 구조물(940)에 형성된 상부 반사층(940(a))과 절연층(920)에 형성된 하부 반사층(920(a)) 간의 간격이(2ℓ)λ/4(ℓ 은 자연수)가 되도록 하는 제1전압이 압전체(950)에 인가된다. 이 경우 0차 회절광의 경우 상부 반사층(940(a))으로부터 반사된 광과 하부 반사층(920(a))으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 ℓλ와 같아서 보강 간섭을 하여 변조광은 최대 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 광의 밝기는 상쇄 간섭에 의해 최소값을 가진다.For example, when the wavelength of light is λ, the distance between the upper reflective layer 940 (a) formed in the
또한, 리본 구조물(940)에 형성된 상부 반사층(940(a))과 절연층(920)에 형성된 하부 반사층(920(a)) 간의 간격이 (2ℓ+1)λ/4(ℓ은 자연수)가 되도록 하는 제2 전압이 압전체(950)에 인가된다. 이 경우 0차 회절광의 경우 상부 반사층(940(a))으로부터 반사된 광과 하부 반사층(920(a))으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 (9ℓ+1)λ/2와 같아서 상쇄 간섭을 하여 변조광은 최소 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 보강 간섭에 의해 광의 휘도는 최대값을 가진다. In addition, the distance between the upper reflective layer 940 (a) formed in the
이러한 간섭의 결과, 마이크로 미러는 회절광의 광량을 조절하여 하나의 픽셀에 대한 신호를 빛에 실을 수 있다. 이상에서는, 리본 구조물(940)과 절연층(920) 간의 간격이 (2ℓ)λ/4 또는 (2ℓ+1)λ/4인 경우를 설명하였다. 하지만, 리본 구조물(940)과 절연층(920) 간의 간격을 조절하여 입사광의 회절, 반사에 의해 간섭되는 광의 휘도를 조절할 수 있는 다양한 실시예가 본 발명에 적용될 수 있음은 당연하다.As a result of this interference, the micromirror can adjust the amount of diffracted light to carry a signal for one pixel on the light. In the above, the case where the space | interval between the
또한, 도 9에서는 회절형 광변조기(840)를 중심으로 설명하였으나 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 광변조기에 불과하며 투과형, 반사 형의 광변조기로 대체될 수 있음은 자명하다.In addition, in FIG. 9, the diffraction type
또한, 도 9에서는 압전 방식의 광변조기를 중심으로 설명하였으나, 이는 본 발명에 사용되는 광변조기의 일 예에 불과하며, 정전 방식의 광변조기로 대체될 수 있음은 자명하다.In addition, in FIG. 9, the piezoelectric type optical modulator has been described. However, this is only an example of the optical modulator used in the present invention, and it is apparent that the optical modulator may be replaced with an electrostatic type optical modulator.
도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 광변조기를 나타낸 도면이다.10 is a view showing an optical modulator included in a display device according to another embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 광변조기(840)는 각각 제1픽셀(pixel #1), 제2 픽셀(pixel #2), …, 제m 픽셀(pixel #m)을 담당하는 m개의 마이크로 미러(1000-1, 1000-2, …, 1000-m)로 구성된다. 선형 광변조기(840)는 수직 주사선 또는 수평 주사선(여기서, 수직 주사선 또는 수평 주사선은 m개의 픽셀로 구성되는 것으로 가정함)의 1차원 영상에 대한 영상 정보를 담당하며, 각 마이크로 미러(1000-1, 1000-2, …, 1000-m)는 수직 주사선 또는 수평 주사선을 구성하는 m개의 픽셀 중 하나씩의 픽셀을 담당한다.Referring to FIG. 10, the
이러한 수직 주사선 또는 수평 주사선은 도 3에 도시된 바와 같이 마이크로 미러를 일렬로 배치한 길이방향으로 선형광(Line Beam)이 선형광 생성부(820)로부터 조사되면서 변조된 광이다. As illustrated in FIG. 3, the vertical scan line or the horizontal scan line is light modulated while the linear beam is irradiated from the linear
따라서, 광변조기(840)의 경우 선형광 생성부(820)으로부터 조사되는 선형광의 크기가 정확히 제어되어야만 영상정보에 상응하는 변조광을 정확히 출력할 수 있다.Therefore, in the case of the
각각의 마이크로 미러에서 반사 및/또는 회절된 광은 이후 스캐너(860)에 의해 내부 스크린(870)에 조사된다. 예를 들면, VGA 720ㅧ480 해상도의 경우 480개의 수직 픽셀에 대해 스캐너(860)의 한 면에서 720번 모듈레이션을 하여 1 프레임이 생성된다.The light reflected and / or diffracted at each micro mirror is then irradiated to the
본 실시예에서 리본 구조물(940)에 형성된 홀(940(b)-1)은 2개인 것으로 가정한다. 2개의 홀(940(b)-1)로 인하여 리본 구조물(940) 상부에는 3개의 상부 반사층(940(a)-1)이 형성된다. 절연층(920)에는 2개의 홀(940(b)-1)에 상응하여 2개의 하부 반사층이 형성된다. 그리고 제1픽셀(pixel #1)과 제2 픽셀(pixel #2) 사이의 간격에 의한 부분에 상응하여 절연층(920)에는 또 하나의 하부 반사층이 형성된다. 따라서, 각 픽셀당 상부 반사층(940(a)-1)과 하부 반사층의 개수는 3개로 동일하게 되며, 도 9를 참조하여 전술한 바와 같이 변조광(0차 회절광 또는 ±1차 회절광)을 이용하여 변조광의 밝기를 조절하는 것이 가능하다.In this embodiment, it is assumed that there are two holes 940 (b) -1 formed in the
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면이다.11 is a diagram illustrating a configuration of a display apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 도 8의 디스플레이 장치와 비교하여 편광 회전부(865)를 포함하고 있는 점이 상이하다.Referring to FIG. 11, the
편광 회전부(865)는 도 4에서 설명한 바와 같이 스캐너(860)와 내부 스크린(870)의 중간에 위치한다. 다만 편광 회전부(865)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니며 광이 광원(800)으로부터 출력되어 내부 스크린(870)에 조사되기 전까지 광 이 진행되는 어느 방향에도 위치할 수 있다. 다만 설명의 편의를 위하여 도 11의 디스플레이 장치에는 편광 회전부(865)가 스캐너(860)와 내부 스크린(870)의 중간에 위치하는 것으로 나타내었다.The
하나의 광원(800)으로부터 출력되는 광은 먼저 시준렌즈(810)를 통하여 시준된 뒤 선형광 생성부(820)를 통과한다. 선형광 생성부(820)를 통과한 광은 선형광으로 변형되어 광변조기(840)로 진입한다.Light output from one
다만 선형광 생성부(820)를 통과한 선형광이 축소 또는 확대될 필요가 있는 경우에는 광변조기(840)로 진입하기 전에 집광렌즈(830) 등을 거쳐 광변조기(840)의 크기와 매치시킬수 있다.However, when the linear light passing through the linear
선형광은 광변조기(840)에 포함되는 각각의 마이크로 미러의 구동에 의하여 각 픽섹별로 광 세기가 조정되어 스캐너로 진행한다. 도 11에서와 같이 스캐너에 도달하기 위하여 내부 투영렌즈(850)를 통하여 스캐너(860)로 진행된다.In the linear light, the light intensity of each pixel is adjusted by driving each of the micromirrors included in the
스캐너(860)는 회전하면서 선형 변조광을 내부 스크린(870)에 조사한다. 다만 조사되는 광이 선형 변조광으로서 한번에 일(一) 형광층의 전(全)영역이 조사되므로 스캐너는 일차원 방향으로만 회전하면서 선형 변조광을 조사한다.The
선형 변조광이 한번에 조사하게 되는 형광층은 적색 형광층, 녹색 형광층 및 청색 형광층 별로 띠 형상으로 배열되어 있음은 도 3 또는 도 5 내지 도 7에서 설명한 바와 같다. 이 경우 색간섭을 줄이기 위하여 각각의 형광층에 서로 수직인 편광방향을 갖는 편광을 통과시킬 수 있는 필터를 각각 형성 또는 부착시킬 수 있음도 앞서 설명한 바와 같다. 또한, 광효율을 높이기 위하여 형광 통과필 터(Luminescent Light Pass Filter) 또는 조사광 통과필터(Incident Light Pass Filter)를 각 형광층에 형성 또는 부착시킬 수 있다.The fluorescent layers to which linearly modulated light is irradiated at one time are arranged in a band shape for each of the red fluorescent layer, the green fluorescent layer, and the blue fluorescent layer, as described with reference to FIGS. 3 or 5 to 7. In this case, as described above, each filter may be formed or attached to each fluorescent layer to pass polarization having a polarization direction perpendicular to each other to reduce color interference. In addition, in order to increase light efficiency, a fluorescent light filter or an incident light pass filter may be formed or attached to each fluorescent layer.
그러나 앞서 도 4를 통하여 설명한 디스플레이 장치와는 달리 스캐너(860)는 내부 스크린(870)에 점형 또는 타원형의 광을 순차주사(프로그래스)으로 조사하는 경우와 달리 선형 변조광으로 한번에 하나의 형성층을 조사하게 된다. 따라서 편광 회전부(865)는 스캐너(860)가 일 형광층을 조사하고 인접한 다음 일 형광층을 조사하는 순간에 선형 변조광의 편광방향을 회전시킨다.However, unlike the display device described above with reference to FIG. 4, the
예를 들어, 내부 스크린(870)에 배열된 띠 모양의 형광층이 배열된 순서가 내부 스크린(870)의 최상단으로부터 적색 형광층, 녹색 형광층, 청색 형광층, …, 녹색 형광층 및 청색 형광층인 경우를 가정할 수 있다. 다만 이는 본 발명의 설명을 위한 예시에 불과하며 본 발명에 포함되는 내부 스크린의 형광층 배열은 이와 상이 할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.For example, the order in which the band-shaped fluorescent layers arranged on the
위의 예에서 스캐너(860)가 최상단의 적색 형광층을 조사하는 경우 편광 회전부(865)는 조사되는 선형 변조광의 편광방향을 상하 수직방향으로 회전시킨다.In the above example, when the
이 경우 적색 형광층의 조사면에는 편광방향이 상하 수직방향인 편광을 통과시키는 수직필터가 형성되어 있으므로 선형 변조광이 수직필터를 통과하여 적색 형광체를 발광시킬 수 있다.In this case, since a vertical filter is formed on the irradiation surface of the red fluorescent layer to pass the polarized light having a vertical polarization direction, the linear modulated light may pass through the vertical filter to emit red phosphor.
그러나 적색 형광층의 하단에 형성된 녹색 형광층의 조사면에는 좌우 수평방향인 편광을 통과시키는 수평필터가 형성되어 있으므로 수직방향으로 편광된 선형 변조광이 통과하지 못한다. 따라서 녹색 형광체는 발광하지 않아 색간섭이 일어나는 것이 방지될 수 있다.However, since the horizontal filter is formed on the irradiated surface of the green fluorescent layer formed at the bottom of the red fluorescent layer, the horizontally modulated linearly modulated light cannot pass through. Therefore, the green phosphor does not emit light and color interference can be prevented from occurring.
그러나 스캐너(860)가 회전하면서 적색 형광층 하단의 녹색 형광층을 조사하게 되는 경우 편광회전부(865)는 선형 변조광의 편광방향을 좌우 수평방향으로 회전시킨다. 따라서 선형 변조광은 녹색 형광층의 조사면에 형성된 수직 필터를 통과하여 녹색 형광체를 발광시킨다. 그러나 수평방향으로 편광된 선형 변조광은 적색 형광층의 조사면에 형성된 수직필터를 통과하지 못하므로 적색 형광체는 발광하지 않는다.However, when the
따라서 역시 적색 형광체가 발광하여 색간섭이 일어나는 현상을 방지할 수 있다.Therefore, it is also possible to prevent the phenomenon that color interference occurs by emitting red phosphors.
또한, 각 형성층의 조사면 또는 발광면에는 도 7에서 설명한 바와 같이 조사광 통과필터, 형광 통과필터가 각각 부착될 수 있다. 예를 들어, 광원이 UV 램프인 경우 조사면의 UV 통과 필터는 UV 광은 통과시키되 통과된 UV 광으로 인하여 형광체가 발광하여 형광면으로 진행하지 않고 조사면 방향으로 진행되는 형광을 반사시켜 형광이 형광면으로 진행하도록 한다.In addition, an irradiation light passing filter and a fluorescent passing filter may be attached to the irradiation surface or the light emitting surface of each formation layer, respectively, as described with reference to FIG. 7. For example, when the light source is a UV lamp, the UV pass filter on the irradiated surface passes UV light but reflects the fluorescence proceeding in the direction of the irradiated surface without causing the phosphor to emit and proceed to the fluorescent surface due to the passed UV light. Proceed to
또한 형광면에 형성된 형광필터는 형광체로부터 발광하는 형광만을 통과시키되 UV 광은 반사시켜 형광체를 재 발광되도록 한다. 따라서, 형광면의 조사면과 형광면의 필터로 인하여 광효율이 크게 향상된다.In addition, the fluorescent filter formed on the fluorescent surface passes only the fluorescence emitted from the phosphor, but reflects the UV light to re-emitting the phosphor. Therefore, the light efficiency is greatly improved due to the filter of the fluorescent surface and the filter of the fluorescent surface.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사 상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.
도 1은 종래의 디스플레이 장치를 나타낸 도면.1 is a view showing a conventional display device.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면.2 illustrates a display device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린의 구조를 나타낸 도면.3 is a view showing the structure of an internal screen included in the display device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a configuration of a display apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린의 구성을 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating a configuration of an internal screen included in a display device according to another embodiment of the present invention.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린의 구성을 상세히 나타낸 도면.6 is a view showing in detail the configuration of the internal screen included in the display device according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 디스플레이 장치에 포함되는 내부 스크린의 구성을 나타낸 도면.7 is a view showing the configuration of an internal screen included in a display device according to another embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타낸 도면.8 is a view showing a display device according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 광변조기를 구성하는 마이크로 미러의 형상을 나타낸 도면.9 is a view showing the shape of the micro mirror constituting the optical modulator included in the display device according to another embodiment of the present invention.
도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 광변조기를 나타낸 도면.10 is a view showing an optical modulator included in the display device according to another embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면.11 is a diagram illustrating a configuration of a display apparatus according to another embodiment of the present invention.
Claims (22)
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Applications Claiming Priority (1)
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KR1020070119369A KR20090052730A (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Display apparatus |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
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2007
- 2007-11-21 KR KR1020070119369A patent/KR20090052730A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10429690B2 (en) | 2012-03-15 | 2019-10-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display and manufacturing method thereof |
US10983386B2 (en) | 2012-03-15 | 2021-04-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display and manufacturing method thereof |
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