KR20100029198A - 액정 스크린용 조명 장치 - Google Patents

액정 스크린용 조명 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100029198A
KR20100029198A KR1020097025785A KR20097025785A KR20100029198A KR 20100029198 A KR20100029198 A KR 20100029198A KR 1020097025785 A KR1020097025785 A KR 1020097025785A KR 20097025785 A KR20097025785 A KR 20097025785A KR 20100029198 A KR20100029198 A KR 20100029198A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
polarizer
reflective polarizer
lighting device
cathode
Prior art date
Application number
KR1020097025785A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101487044B1 (ko
Inventor
쟝 디종
띠에리 르루
Original Assignee
꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄
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 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 filed Critical 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄
Publication of KR20100029198A publication Critical patent/KR20100029198A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101487044B1 publication Critical patent/KR101487044B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J63/00—Cathode-ray or electron-stream lamps
    • H01J63/02—Details, e.g. electrode, gas filling, shape of vessel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G09F13/04—Signs, boards or panels, illuminated from behind the insignia
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/13362—Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
    • G02F1/133507—Films for enhancing the luminance
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G02F1/133536—Reflective polarizers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133617—Illumination with ultraviolet light; Luminescent elements or materials associated to the cell
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0613—The adjustment depending on the type of the information to be displayed
    • G09G2320/062—Adjustment of illumination source parameters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Cookers (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 출력으로서 확산 편광 광 흐름을 제공하는 액정 디스플레이용 조명 장치에 관한 것이다. 조명 장치는 1/4 파장 블레이드 (101) 및 반사형 편광자 (103) 가 적층되는 발광면 (SD(A)) 에 고 알베도 (A) 인 층을 갖는 광원 (100) 을 포함한다. 이것은 저 전기 소비를 갖는 고 휘도 디스플레이를 달성하는 것을 가능하게 하는 1+A 크기의 광 투과 이득을 제공한다. 본 발명은 평판 스크린 디스플레이에 사용될 수 있다.
액정 디스플레이, 조명 장치, 액정 스크린, 평판-스크린 디스플레이

Description

액정 스크린용 조명 장치{LIGHTING DEVICE FOR LIQUID CRYSTAL SCREEN}
본 발명은 액정 스크린용 조명 장치, 특히 저소비 평판 스크린 디스플레이에 사용하는 액정 스크린용 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명은 특히 투과형의 스크린용 조명 장치에 관한 것이다. 도 1 에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 이들 스크린들은 통상의 방식으로 그들의 후면에서 전면으로 진행하면서, "입사 (entrance)" 편광자 (P1), 내면이 제어 전극들의 네트워크를 제공하는 제 1 투명 기판 (S1), 소정 두께의 액정 (XL), 내면이 반대 전극을 제공하는 제 2 투명 기판 (S2) 및 선택적으로 컬러 필터 네트워크 전면 상에 "출사 (exit)" 편광자 (P2) 를 구비한다. 관찰자는 이러한 스크린의 전면에 형성되는 이미지를 본다. 이들 스크린들은 후방으로부터의 조명 (즉 백라이팅 (back-lighting) 라 불림) 을 요구한다.
종래 기술에 따르면, 후면의 이러한 조명은 비편광 광원 (1) 에 의해 수행된다. 이러한 광원은 광 플럭스를 균일하게 하는 광학 장치들과 연관된 네온 튜브들일 수 있다. 다양한 다이오드들의 광을 혼합할 수 있는 복잡한 광학과 연관된 또다른 기술은 발광 다이오드 (LED: light-emitting diode) 들을 이용하여 백색 광의 확대된 균일 플럭스를 제공한다.
광원은 스크린 (CXL) 의 입사 편광자 (P1) 를 향해 확대된 광 플럭스 (L) 를 제공한다. 그러므로, 입사 편광자는 이론적으로 광원에 의해 방출된 광 (L) 의 50% 를 흡수하고 (이색성 편광자), 그 편광자의 대응 편광에서의 광만을 통과시킨다. 사실, 도 2 에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 입사 편광자에 의한 실제 광 투과율은 입사 편광자에서의 투과 손실 때문에 광원에서 방출된 광 플러스 (L) 의 40% 정도이다. 이러한 이유들로, 전기 소비가 크고, 강력한 소스들이 고 휘도 디스플레이들을 생성하기 위해 필요하다.
본 발명에서는, 특히 휘도의 관점에서 자신의 성능의 열화없이 액정 디스플레이들의 전기 소비를 절감하도록 광 투과도를 개선하는 것을 가능하게 하는 기술적 해결책을 찾았다.
본 발명에서는 유효한 방식으로 편광된 광 플럭스의 투과를 용이하게 하도록 배치되고 선택되는 광학 소자들의 적층부를 포함하는, 이러한 필요성을 충족하는 조명 장치를 발견하였다.
본 발명은 확대된 비편광 광 플럭스의 광원을 포함하고, 상기 광원의 발광면 상에 적어도 0.3 보다 큰 고 알베도 (Albedo) 를 나타내는 확산층을 포함하고, 상기 광원 상에 1/4 파장판과 반사형 편광자의 적층부가 배치되고, 상기 반사형 편광자는 상기 반사형 편광자를 횡단하지 않는 광이 고 알베도의 상기 확산층을 향해 상기 1/4 파장판을 통해 적어도 부분적으로 반사되도록 하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 스크린용 확산 조명 장치에 관한 것이다.
이렇게 획득된 조명 장치는 콤팩트한 이점을 갖는다.
고 알베도 확산층은 형광체층인 것이 바람직하다. 이러한 확산층은 다양한 컬러들의 형광체의 밴드들로서 구성될 수 있다.
상세하게는, 미러층은 형광체층 아래에 위치되어 반사형 편광자를 향해 광을 반사시킨다.
또한, 본 발명은 조명 장치의 효율성을 더 개선하는 것을 가능하게 하는 광원 및/또는 편광자의 구조적 양태들와 관련한 조명 장치의 다양한 실시형태들에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 후면 상에 배치되는, 본 발명에 따른 조명 장치와 연관된 액정 스크린을 구비한 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명의 다른 장점 및 특징들은 비한정적 실시예의 방식으로 주어진, 본 발명의 일 실시형태에 대한 서술된 도면들을 참조하여 다음의 설명에서 상세히 기술된다.
도 1 은 종래 기술에 따른 백라이팅을 갖는 액정 디스플레이의 구조를 나타낸다.
도 2 는 이러한 디스플레이에서의 광 손실 현상을 나타낸다.
도 3a 및 도 3b 는 각각 출력으로서 확대된 편광 광 플러스, 및 발광원과 출력면 사이의 이러한 조명 장치에서의 광로를 제공하는 본 발명에 따른 이러한 조명 장치의 개략도를 각각 나타낸다.
도 4 는 본 발명에 따른 조명 장치의 제 1 실시형태이다.
도 5 는 본 발명에 따른 조명 장치의 제 2 실시형태이다.
도 6a 및 도 6b 는 제 2 실시형태에 따른 조명 장치에 사용될 수 있는 반사면 (reflecting facet) 들을 갖는 이러한 유형의 반사형 편광자의 2 개의 실시예들을 나타낸다.
도 7 은 본 발명에 따른 조명 장치의 제 3 실시형태를 나타낸다.
도 8a 및 도 8b 는 본 발명에 따른 조명 장치에서 사용될 수 있는 다이오드 및 트라이오드의 각각의 필드-효과 디바이스를 개략적으로 나타낸다.
도 9 는 반사형 다층 편광자의 각도 응답을 나타낸다.
도 3a 및 도 3b 에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 장치는 확대된 비편광 광원 (100), 1/4 파장판 (101) 및 반사형 편광자 (102) 의 중첩을 포함한다.
광원에서, 발광면 (SD(A)) 은 고 알베도 (albedo) (A) 를 갖는 층이다.
알베도는 산만하게 (즉, 공간의 모든 방향으로) 광을 반사하는 표면 용량의 정도이다. 이것은 수신된 광량에 대한 반사된 광량의 비율에 대응하는 0 과 1 사이의 값으로 표현되고, 모든 광을 반사하는 면은 알베도가 1 이고, 광을 100% 흡수하는 면은 알베도가 0 이다. 본 발명에서, 고 알베도 (A) 는 약 0.3 이상 (또는 실제로 0.5 이상) 의 알베도를 의미한다: 수신된 광의 적어도 30% 가 반사되고, 나머지는 흡수된다.
본 조명 장치의 원리는 보다 구체적으로 도 3b 에 기술된다: 비편광 광은 반사형 편광자 (102) 를 향해 광원 (100) 에서 방출된다. 파의 편광면이 편광자의 편광축과 일치하는 광이 편광자를 통해 외부로 투과된다: 이것은 도 3b 에 표시된 광로 t1 이나; 파의 편광면이 편광자의 편광축과 수직인 광 (도 3b 에서 경로 t2 에 의해 표시됨) 은 발광면 (SD(A)) 을 향하여 편광자에 의해 반사된다 (경로 t3). 경로 t3 을 따라, 광이 1/4 파장판 (101) 을 횡단하고, 이로써 발광면 (SD(A)) 에 도달하기 전에 약 45°만큼 편광면을 회전시킨다. 이러한 표면의 고 알베도를 고려하면, 후자는 반사형 편광자 (102) 를 향하여 다시 광을 확산시킨다 (경로 t5). 경로 t5 에서, 광은 1/4 파장판을 다시 횡단하여 광이 편광자에 도달할 때 편광면이 전체 약 90°로 회전되고, 그 후 편광면이 편광자의 편광축과 일치하고, 광은 편광자를 통과하여 외부로 투과될 것이다 (경로 t6).
그러므로, 본 발명에 따른 조명 장치는 조명 장치에서의 제한된 광 손실을 갖고 반사형 편광자 (102) 로부터의 출력으로서 편광된 광 플럭스를 제공한다. 상술한 원리에 따르면, 광원 (100) 에 의해 방출된 광량 (L) 에 대해서 투과된 광량은: LT=(1+A.)0.5.L 여기서, A 는 광원 (100) 의 발광면 (SD(A)) 의 알베도이다.
사실, 그 메커니즘은 특정 파장들에 대해서만 1/4 파장판이 45°시프트를 유도한다고 알려져 있기 때문에 위에서 설정된 원리보다 좀더 복잡하다. 그러므로, 이러한 시프트는 다른 파장들에 대해서 상이하다. 그럼에도 불구하고, 편광자에 의해 투과되지 않는 광은 손실되지 않는다: 이것은 편광이 획득되어 편광자 에 의해 외부로 투과를 허용할 때까지 광은 1/4 파장판을 횡단할 때마다 시프트를 당하면서 광원 (100) 의 발광면 (SD(A)) 과 반사형 편광자 (102) 사이에서 연속적으로 반사된다.
따라서, 이러한 다중 반사 현상은 발광 효율을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 또한, 이러한 현상은 1/4 파장판의 성능 제약들을 한정하는 것을 가능하게 한다: 사실, 편광자에 의해 직접 투과되지 않는 것일지라도 다중 반사 후에 결국 투과 (손실의 범위 내로) 되기 때문에 매우 정확하게 45°로 유도된 시프트가 필요 없다.
이러한 소스가 도 1 에 나타난 어셈블리에 따른 액정 스크린과 연관되는 경우, 입사 편광자 (P1) 를 구성하는 것으로서 반사형 편광자 (102) 를 고려하면, 종래 기술에 비하여 광 투과 이득 (1+A) 이 이로써 생성되어, 편광자 자체의 손실 (10% 정도) 을 무시한다. 스크린의 입사 편광자를 유지하는 것이 가능하다 것이 주목될 것이다.
본 발명에 따른 조명 장치는 동일한 전기 전력의 경우 스크린에 도달하는 보다 강력한 광 플럭스를 허용한다.
동일 휘도의 경우, 종래 기술에 비해 동일 비율로 디스플레이의 전기 소비의 감소가 있다.
이하, 본 발명에 따른 조명 장치의 3 가지 예시적 실시형태들이 서술적으로 상세히 기술된다. 단순화를 위해, 도면에서, 동일한 요소들은 동일한 참조부호 를 가진다.
도 4 에서는 광원 (100) 이 방출된 전자들을 광자들로 변환하는 형광체층과 결합된 전계 방출 소자 (FED: field emission device) 인 제 1 예시적 실시형태를 나타낸다. 보다 일반적으로, 광원 (100) 은 투사 전자들을 광자들로 변환하는 형광체들의 경우에서 캐소루미네선스 (catholuminescence) 에 의해서나, UV 조사를 광자 (플라즈마 소스) 로 변환하는 형광체들의 경우에서 루미네선스 (luminescence) 에 의해서 전기 신호에 기초하여 광자들을 발생시킬 수 있는 형광체층을 포함한 장치이다. 전계 방출 소자의 경우, 후자는 전자 e 의 방출기들을 포함한 캐소드 (100-1), 캐소드로부터 소정 거리에 대향하는 투명 애노드 (100-3) 를 통상의 방식으로 구비하고, 캐소드 및 애노드는 진공된 공간 (100-2) 에 의해 분리된다. 전압 Va, 통상 10000 내지 15000 볼트는 애노드와 캐소드 사이에 인가되어 강한 전계의 효과 하에서 전자들의 방출을 허용한다. 형광체층은 실시예에서 100-3b 로 참조되고, 전자 방출기들과 마주하는 애노드 (100-3) 상에 배치된다. 전자 방출기들에 의해 방출되고 애노드와 캐소드 사이에 인가된 전계의 효과 하에서 애노드로 향하게 된 전자들은 공지된 음극선 발광 (cathode luminescence) 현상에 따라 전자들의 흡수에 의해 광자들을 방출하는 형광체층을 폭격할 것이다.
형광체층의 일반적인 알베도는 0.5 정도이다. 알베도는 형광체층의 재료에 의존한다. 가능한 재료들 중에서는, 예를 들어, Y2O2S: Eu, ZnS: CuAl, Y2SiO5: Tb, Y2SiO5: Ce, Y2O3: Eu, AlN: Eu 가 열거될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 고 알베도인 발광면 (SD(A)) (도 3a 및 도 3b) 은 통상적으로 이러한 형광체층의 표면에 대응한다.
도 4 는 보다 구체적으로 소위 다이오드형 전계 방출 소자, 즉 캐소드와 애노드의 2 개의 제어 전극들을 갖는 전계 방출 소자를 나타내는 것이 주목될 것이다. 이러한 다이오드 구조의 일례는 보다 구체적으로 방출기들로서 탄소 나노 튜브를 구비한 냉음극 (cold cathode) 에 대해서 도 8a 에서 상술된다.
그러나, 본 발명에 따른 조명 장치에서는 트라이오드 구조를 갖는 필드-효과 디바이스를 이용하는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 구조는 방출기들로서 마이크로팁 (microtip), 예를 들어, 몰리브덴 마이크로팁을 구비한 냉음극의 경우에 대해서 도 8b 에 도시되어 있다 (트라이오드 구조 및 다이오드 구조는 마이크로팁들을 구비한 탄소 나노 튜브들로 잘 이용될 수 있다). 공지된 방식으로, 트라이오드 구조는 방출기들와 애노드 사이에서 방출기에 근접하게 배치된 격자 (g) 를 포함하며, 이것은 격자에 인가된 보다 낮은 전압 Vg, 통상 100 V 에서 전자의 추출을 용이하게 하고, 캐소드와 애노드 사이의 전계는 애노드쪽으로 이들 전자들을 향하게 하는 것을 가능하게 한다. 또한, 이러한 트라이오드 구조는 예를 들어, FR 특허 출원 2 873 852 호에 개시되는 바와 같이 영역들로서 개별적으로 제어가능한 격자 요소들 g 만큼을 갖는, 매트릭스 격자 캐소드 구조를 제공함으로써 캐소드에 의해 방출된 전류를 영역 별로 조정하는 것을 변형으로 가능하게 한다. 본 발명에 따른 조명 장치에서 이러한 트라이오드 구조의 이익은 도 7 과 함께 이후에 이해될 것이다.
실제로는, 도 4 에 도시되는 바와 같이, 애노드 (100-3) 는 통상 투명 지지체 (100-3s) 의 기반으로 이루어지며, 그 상에 투명 도전층 (100-3a), 예를 들어, ITO 층이 증착되어 전압 (Va, 도 8a-8b) 이 인가되는 실제 "애노드" 전극을 형성하고, 이어서 형광체층 (100-3b) 을 형성한다.
형광체의 방출 영역의 중심에 있는 1/4 파장판 (101) 은 통상적으로 애노드의 지지체 (103-s) 의 상면에 접착되는 폴리머막 (상업적으로 이용가능함) 이다.
서술된 실시예에서, 반사형 편광자는 격자 편광자이다. 이러한 편광자는 공지되어 있다. 이것은 특히 WO 2007/044028 호 문헌을 참조하게 할 수 있을 것이다. 이것은 통상적으로 미세 라인들의 형태이고, 규칙적으로 이격되며, 예를 들어, 에칭에 의해 획득된 금속 밴드들을 구비한다. 격자의 간격은 반사와 편광의 효과를 최적화하도록 결정된다. 이것은 통상적으로 0.2㎛ (마이크로미터) 정도이다. 당업자는 (관련된 애플리케이션에 따라) 원하는 파장 범위의 함수로서 매우 양호한 스펙트럼 및 각도의 편광 성능을 갖는 편광자를 이러한 방식으로 만드데 익숙하다.
도 5 는 반사형 편광자의 구성에서 종래와 상이한, 본 발명에 따른 조명 장치의 제 2 실시형태를 나타낸다. 여기서, 반사형 편광자는 반사면 (reflecting-facet) 들을 갖는 구조를 포함한다. 이것은 통상적으로 광학 적층부를 형성하는 여러 얇은 유전체 광학층들이 증착되는, 릴리프 (relief) 구조, 예 를 들어, 몰딩된 폴리머의 두꺼운 층, 통상 1mm 에 의해 형성된다. 격자 편광자에 비해 이러한 유형의 편광자의 이점은 광학층들이 완전히 평탄하게 증착되는 것이다. 따라서, 임의의 정확한 에칭을 요구하지 않는 이러한 편광자는 보다 적은 비용으로 대면적 상에 획득될 수 있다. 릴리프 구조는 1mm 의 베이스와 약 45°의 베이스 각도로 통상 피라미드로 이루어질 수 있다. 광학 적층부는 이러한 릴리프 구조 상에 45°반사형 편광자를 만들도록 선택된다 (재료/두께의 선택). 베이스 각도, 간격, 또한 적층부는 형광층체들의 스펙트럼 범위의 함수로서 당업자에 의해 용이하게 최적화될 수 있다.
도 9 는 45°편광자의 원리를 설명한다. 광선은 각각 50% 에너지를 포함한 2 개의 직교 성분들 (일반적으로 s 및 p 로 불림) 로 구성된다. 곡선 R2 및 곡선 R1 은 입사각의 함수로서 이들 2 개의 성분들의 각각 투과를 나타낸다. 45°주위에서, 2 개의 성분들 중 오직 하나가 투과되고, 다른 하나는 일부 반사되는 것이 주목될 수도 있다.
실제로는, 도 5 및 도 6a 에 도시되는 바와 같이, 반사면들을 획득하는 것을 가능하게 하는 릴리프 구조 (102-1) 는 정방형 기반 피라미드를 갖는 구조로 이미 서술되는 바와 같을 수 있다. 이와 같은 반사형 편광자를 만들기 위한 또다른 가능한 릴리프 구조는 만들기에 보다 단순하나 덜 효과적인, 도 6b 에 도시되는 바와 같은 프리즘 구조이다.
도 7 은 본 발명의 또다른 실시형태를 나타낸다. 본 실시형태에서, 형광체층 (100-3b') 은 상이한 컬러들의 형광체의 일련의 밴드들로서 구성된다. 그러므로, 통상적으로, 상이한 파장들로 광자들을 방출할 적어도 2 개 유형의 형광체들을 갖는 것이 가능하다. 서술된 실시예에서는, 3 개의 상이한 형광체들이 사용되어 각각 빨강, 초록 및 파랑으로 방출한다. "빨강" 형광체의 밴드 (b1), "파랑" 형광체의 밴드 (b2), "초록" 형광체의 밴드 (b3) 는 이로써 (이들 3 개의 밴드들의 폭 (l) 의 합에 대응하는) 간격 (p) 갖고 연속으로, 통상 주기적으로 교호된다.
이 동일한 도 7 에 도시되는 바와 같이, 조명 장치는 각각의 컬러 밴드의 구별된 제어를 허용하는, 반사면 편광자 및 매트릭스 구조 트라이오드 형의 광원의 캐소드를 구비할 수 있다. 이로써 다양한 밴드들에 대응하는 캐소드 (100-1) 의 다양한 방출 영역들을 구별된 방식으로 제어함으로써 가변 휘도 영역들 (z1, z2, z3) 을 만드는 것이 가능하다.
구체적으로, 편광자의 얇은 광학층들의 적층부는 또한 각 밴드 마다, 즉 대응하는 밴드의 형광체들에 의해 방출된 파장에 따라 중앙화되고 최적화된 편광 및 반사 처리를 획득하도록 이들 밴드들 (b1, b2, b3) 의 함수로서 구별된 방식으로 처리된다.
또한 이미지의 콘텐츠의 함수로서 하나 및 동일 컬러 내의 조명을 (공간적으로) 조정하여 결국 공간적으로 그리고 시간적으로 가변가능한 휘도 영역들 (z1, z2, z3) 을 획득하는 것이 가능하다: 이것은 바람직하게 각 컬러에서 최적의 컬러 조명을 생성하는 것을 가능하게 하여 컬러 이미지를 재구성한다: 또한 본 발명에 따른 조명 장치는 가변 컬러의 편광된 광원이다. 이 경우에, 스크린의 구조에 서의 컬러 필터들에 대한 필요가 더 이상 존재하지 않는다.
바람직하게, 확산기 소자 (103) 는 방출된 컬러 광 플럭스의 비 균일함을 평균화하기 위해 편광자 (102) 위에 거리 d 떨어져 배치되어 제공된다. 거리 d 는 형광체의 밴드들의 간격 p 의 크기 정도이다 (p = 밴드 폭 l 의 합).
조명 장치의 이득을 증가시키는 것을 가능하게 하는 본 발명의 개선에서, 편광자를 향해 광자들을 반사하는 미러층은 미러층과 전자 방출기 사이의 조명 장치의 형광체층 아래에 제공된다. 이러한 미러층은 전자들에 대해 통과시키면서 광자들을 반사하는 것을 가능하게 해야 한다. 이 층은 예를 들어, 알루미늄층 (통상 100 nm) 일 수 있다. 도 7 의 구조에서 일례로서 미러층 (100-3c) 은 형광체층 (103-b') 아래 표시된다 (애노드 구조에서, 이것은 캐소드와 마주하는 마지막 층이다).
도 4 및 도 5 의 구조들에서, 이러한 미러층은 형광체층 (103-b) 하부에서 만들어질 수 있다 (미도시됨). 또한, 실제로, 애노드를 만드는 프로세스는 형광체층 상에 미러층을 증착하는 마지막 단계를 포함한다.
상술한 확산 조명 장치의 다양한 소자들의 조합은 액정 스크린의 후방 조명에 대한 부분적으로 편광된 광을 제공하는 것을 가능하게 하고 후자의 입사 편광자와 일반적으로 연관된 손실들을 제한하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 디스플레이의 고 발광성 필요에 적합한 강력한 광 에너지는 종래의 디스플레이에서 비해 훨씬 적은 전기 소비로 획득된다.
본 발명은 특히 전계 방출 및 일렉트로루미너선스를 갖는 유형의 광원 (100) 으로 기술되었다. 전계 방출 소자는 냉음극 형, 특히 나노 튜브 유형인 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은 고 알베도의 층, 예를 들어, 플라즈마 소스를 포함하는 확대된 광원을 제공하기 위해 임의의 양립가능한 광원 기술로 구현될 수 있다.
본 발명은 특히 우수한 방식으로 고 휘도 및 저 소비의 대형 디스플레이에 적용한다.

Claims (16)

  1. 확대된 비편광 광 플럭스의 광원 (100) 을 구비한 투과형 액정 스크린용 확산 조명 장치로서,
    상기 광원의 발광면 (SD(A)) 상에 적어도 0.3 보다 큰 고 알베도 (Albedo) 를 나타내는 확산층 (100-3b) 을 포함하고,
    상기 광원 상에 1/4 파장판 (101) 과 반사형 편광자 (102) 의 적층부가 배치되고,
    상기 반사형 편광자는 상기 반사형 편광자를 횡단하지 않는 광이 고 알베도의 상기 확산층을 향해 상기 1/4 파장판을 통해 적어도 부분적으로 반사되도록 하는 것을 특징으로 하는 확산 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고 알베도의 확산층 (100-3b) 은 발광면을 형성하는 형광체층 (phosphor layer) 인 것을 특징으로 하는 확산 조명 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 형광체층 (100-3b') 은 각각 상이한 컬러로 방출되는 상이한 형광체들의 일련의 밴드들 (b1, b2, b3) 로서 구성되는, 확산 조명 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 확산 조명 장치는 상기 형광체층 (100-3b') 아래에 미러층 (100-3c) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 조명 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 (100) 은 상기 형광체층과 연관된 필드-효과 디바이스 (field-effect device) 에 의해 형성되고, 상기 필드-효과 디바이스는 진공으로 된 공간 (100-2) 에 의해 분리되는, 전자-방출 구조를 갖는 캐소드 (100-1) 및 대향한 투명 애노드 (100-3) 를 포함하고, 상기 형광체층 (100-3b) 은 상기 캐소드와 마주하는 상기 투명 애노드의 하부면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 확산 조명 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 필드-효과 디바이스는 상기 캐소드 (100-1) 와 상기 투명 애노드 (100-3) 사이에 배치된 전자-추출 격자 (electron-extracting grid) (g) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 조명 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 캐소드 (100-1) 의 상기 전자-방출 구조는 탄소-나노 튜브 구조인, 확산 조명 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사형 편광자 (102) 는 격자 편광자인 것을 특징으로 하는 확산 조명 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사형 편광자 (102) 는 릴리프 (relief) 구조 (100-1) 상에 증착된 얇은 광학 유전체층들의 적층부 (102-2) 에 의해 형성된 반사면 (reflecting-facet) 편광자인 것을 특징으로 하는 확산 조명 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 릴리프 구조 (100-1) 는 프리즘 구조인, 확산 조명 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 릴리프 구조 (100-1) 는 피라미드 구조인, 확산 조명 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사형 편광자는 복수의 독립 어드레싱을 가능하게 하는 영역들 (z1, z2, z3) 을 포함하고, 각 영역은 컬러의 함수로서 변화할 수 있는 휘도를 획득하도록 컬러 형광체의 주어진 밴드 (b1, b2, b3) 에 대응하는 것을 특징으로 하는 제 3 항 및 제 6 항의 조합에 따른 확산 조명 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사형 편광자는 각 밴드의 방출 파장의 함수로서 형광체 밴드에 의해 최적화되는, 확산 조명 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 캐소드 (100-1) 는 이미지의 콘텐츠의 함수로서 조명을 조정하도록 각 영역 내부에서 공간적으로 그리고 시간적으로 구별된 제어를 허용하는 매트릭스 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 확산 조명 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 반사형 편광자, 플럭스 방출측 위에 상기 밴드들의 간격 (p) 의 크기의 정도인 거리 (d) 에 배치된 확산기 (103) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 조명 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 조명 장치 및 액정 스크린을 구비한 디스플레이로서,
    상기 조명 장치는 자신의 후면 상에서 상기 액정 스크린과 조립되는, 디스플레이.
KR1020097025785A 2007-06-11 2008-06-03 액정 스크린용 조명 장치 KR101487044B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0755637 2007-06-11
FR0755637A FR2917191B1 (fr) 2007-06-11 2007-06-11 Dispositif d'eclairage pour ecran a cristal liquide
PCT/EP2008/056808 WO2008155215A1 (fr) 2007-06-11 2008-06-03 Dispositif d'eclairage pour ecran a cristal liquide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100029198A true KR20100029198A (ko) 2010-03-16
KR101487044B1 KR101487044B1 (ko) 2015-01-28

Family

ID=38543900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097025785A KR101487044B1 (ko) 2007-06-11 2008-06-03 액정 스크린용 조명 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8675150B2 (ko)
EP (1) EP2153274B1 (ko)
JP (1) JP2010532005A (ko)
KR (1) KR101487044B1 (ko)
CN (1) CN101715566B (ko)
AT (1) ATE510238T1 (ko)
FR (1) FR2917191B1 (ko)
WO (1) WO2008155215A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015118272A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 株式会社 オルタステクノロジー ヘッドアップディスプレイ装置用液晶表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置
JP2017015766A (ja) * 2015-06-26 2017-01-19 富士フイルム株式会社 画像表示装置
CN106328009A (zh) * 2016-09-09 2017-01-11 Tcl集团股份有限公司 光学显示系统及其制备方法、应用
CN108303816A (zh) * 2017-01-12 2018-07-20 江苏集萃智能液晶科技有限公司 一种具有显示功能的后视镜

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63168626A (ja) 1987-01-06 1988-07-12 Citizen Watch Co Ltd 液晶表示体
JPH03132603A (ja) * 1989-10-18 1991-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 偏光子
JPH06265892A (ja) 1993-03-10 1994-09-22 Asahi Glass Co Ltd 照明装置および液晶表示装置
US5926239A (en) * 1996-08-16 1999-07-20 Si Diamond Technology, Inc. Backlights for color liquid crystal displays
JP2001147321A (ja) * 1999-11-18 2001-05-29 Sumitomo Chem Co Ltd 偏光分離素子
EP1221710B1 (en) 2001-01-05 2004-10-27 Samsung SDI Co. Ltd. Method of manufacturing triode carbon nanotube field emitter array
US20040119400A1 (en) * 2001-03-29 2004-06-24 Kenji Takahashi Electroluminescence device
DE10126008C1 (de) * 2001-05-28 2003-02-13 Philips Corp Intellectual Pty Plasmafarbbildschirm mit Farbfilter
JP2004127988A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Toyoda Gosei Co Ltd 白色発光装置
TW561306B (en) * 2002-10-17 2003-11-11 Himax Tech Inc LCD projection system and illumination device thereof
TW547668U (en) * 2002-11-29 2003-08-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Liquid crystal display and backlit module used therein
US7136124B2 (en) * 2003-05-30 2006-11-14 Innolux Display Corp. Transflective liquid crystal display device using transflective color filter and method for making color filter
JP4131238B2 (ja) * 2003-12-26 2008-08-13 ソニー株式会社 表示用パネル及び表示装置
KR20050087106A (ko) * 2004-02-24 2005-08-31 삼성에스디아이 주식회사 Ｂｓｄ 에미터, 이를 채용한 전계 방출 표시장치 및전계방출형 백라이트 소자
FR2873852B1 (fr) 2004-07-28 2011-06-24 Commissariat Energie Atomique Structure de cathode a haute resolution
JP2006084813A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Mitsubishi Rayon Co Ltd 集光素子及びその製造方法並びにこの集光素子を用いた面光源装置
US7436469B2 (en) * 2004-10-15 2008-10-14 3M Innovative Properties Company Composite diffuser plates and direct-lit liquid crystal displays using same
KR100723681B1 (ko) * 2005-08-03 2007-05-30 (주)케이디티 실리콘을 이용한 확산시트 및 그의 제조방법
KR100708717B1 (ko) * 2005-10-11 2007-04-17 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 발광 소자 및 이를 이용한 평판 디스플레이 장치
CN101422035B (zh) * 2006-05-29 2012-02-29 松下电器产业株式会社 光源推定装置、光源推定系统与光源推定方法以及图像高分辨率化装置与图像高分辨率化方法
US7952590B2 (en) * 2007-04-13 2011-05-31 Lucasfilm Entertainment Company Ltd. Texturing a translucent surface

Also Published As

Publication number Publication date
FR2917191B1 (fr) 2010-06-11
EP2153274B1 (fr) 2011-05-18
ATE510238T1 (de) 2011-06-15
KR101487044B1 (ko) 2015-01-28
JP2010532005A (ja) 2010-09-30
EP2153274A1 (fr) 2010-02-17
CN101715566B (zh) 2013-02-27
US8675150B2 (en) 2014-03-18
US20110043723A1 (en) 2011-02-24
FR2917191A1 (fr) 2008-12-12
CN101715566A (zh) 2010-05-26
WO2008155215A1 (fr) 2008-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100363231B1 (ko) 공진마이크로캐버티디스플레이
US20100067214A1 (en) Illumination system and display device
WO2014132726A1 (ja) 液晶表示装置
JP2006252958A (ja) 照明装置、及びこれを備えた液晶表示装置
JP2005222943A (ja) 電界放出型バックライト装置
JP3543951B2 (ja) 画像表示装置
TWI480660B (zh) 顯示裝置
US8228465B2 (en) White phosphor, light emission device including the same, and liquid crystal display device including the light emission device as backlight unit
KR20090047205A (ko) 액정 표시장치
KR101487044B1 (ko) 액정 스크린용 조명 장치
KR100863955B1 (ko) 발광 장치 및 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는액정 표시장치
KR101095634B1 (ko) 광학 부재, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치
JP5085766B2 (ja) 両面が発光する面光源装置
JP5413401B2 (ja) バックライト源装置
JP2004070094A (ja) コントラスト増大装置
US20090167154A1 (en) White phosphor, light emission device including the same, and display device including the light emission device
JPH0743712A (ja) 液晶表示装置
US8564626B2 (en) Line-sequential driving display
CN100395653C (zh) 高效平面光源
JPH0553110A (ja) 液晶表示装置
KR20080037778A (ko) 자외선 발광 다이오드가 내장된 액정표시장치 모듈
KR20080079838A (ko) 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치
JPS60191286A (ja) 表示装置用光源

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee