KR20120049532A - Liquid crystal display apparatus - Google Patents

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crystal display
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이현호
전성만
김상천
최문구
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엘지전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A liquid crystal display device is provided to concentrate light, excited from a light emitting object, on pixels of a liquid crystal panel, thereby maximizing optical coupling between the pixels and the light emitting object. CONSTITUTION: A light emitting object(200) excites light emitted from a light source and emits light. A light concentrating unit(300) concentrates light emitted from the light emitting object. A liquid crystal panel(400) generates image light by the concentrated light. The light emitting object is a phosphor or a quantum dot. The light concentrating unit is made of at least two transparent material layers which have different refractive indexes.

Description

액정 디스플레이 장치 { Liquid crystal display apparatus }Liquid crystal display apparatus

본 발명은 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a liquid crystal display device.

일반적으로, 화상 정보를 화면에 나타내는 디스플레이 장치들 중에서 브라운관 표시 장치(혹은 CRT:Cathode Ray Tube)가 지금까지 가장 많이 사용되어 왔는데, 이것은 표시 면적에 비해 부피가 크고 무겁기 때문에 사용하는데 많은 불편함이 있었다. In general, the CRT (or CRT: Cathode Ray Tube) has been the most used display device for displaying image information on the screen, which is inconvenient to use because it is bulky and heavy compared to the display area. .

그리고, 오늘날에는 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 장치의 중요성이 커지고 있다.In addition, with the development of the electronics industry, display devices, which have been limitedly used for TV CRTs, have been widely used in personal computers, notebooks, wireless terminals, automobile dashboards, electronic displays, and the like, and transmit large amounts of image information with the development of information and communication technology. As it becomes possible, the importance of next-generation display devices that can process and implement them is increasing.

이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 그 중 하나로 최근에 액정 표시 장치가 주목을 받고 있다.Such next-generation display devices should be able to realize light and small, high brightness, large screen, low power consumption, and low price, and one of them has recently attracted attention.

상기 액정 표시 장치는 표시 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.The liquid crystal display has superior display resolution than other flat panel display devices, and exhibits a response speed that is higher than that of a CRT when a moving image is realized.

일반적으로 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. In general, the driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal.

상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다. Since the liquid crystal has a long structure, it has a directionality in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.

상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있다.
When the molecular alignment direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light polarized by optical anisotropy may be arbitrarily modulated to express image information.

본 발명은 광투과 효율을 향상시킬 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
This invention solves the subject which can improve light transmission efficiency.

본 발명은, The present invention,

광원과; A light source;

상기 광원에서 출사된 광을 여기(勵起. exciting)시켜 발광하는 발광체와; A light-emitting body which emits light by exciting the light emitted from the light source;

상기 발광체에서 방출된 광을 집광하는 집광부와; A condenser for condensing light emitted from the light emitter;

상기 집광부에서 집광된 광으로 화상광을 생성하는 액정 패널을 포함하여 구성된 액정 디스플레이 장치가 제공된다.
There is provided a liquid crystal display device including a liquid crystal panel for generating image light from the light collected by the light collecting portion.

본 발명은, The present invention,

광원과; A light source;

상기 광원에서 출사된 광으로 화상광을 생성하는 액정 패널과; A liquid crystal panel which generates image light with light emitted from the light source;

상기 액정 패널에서 생성된 화상광을 집광하는 집광부와; A condenser condensing the image light generated by the liquid crystal panel;

상기 집광부에서 집광된 화상광을 여기시켜 발광하는 발광체를 포함하여 구성된 액정 디스플레이 장치가 제공된다.
There is provided a liquid crystal display device including a light emitting body that excites and emits image light collected by the light collecting unit.

그리고, 상기 발광체는 형광체(Phosphor) 또는 양자점(Quantum dot)이다.The light emitter may be a phosphor or a quantum dot.

또, 상기 집광부는 집광 구조물을 포함하고, 굴절률이 다른 적어도 둘 이상의 투명 물질층들로 구성된다.In addition, the light collecting part includes a light collecting structure, and includes at least two transparent material layers having different refractive indices.

또한, 상기 집광 구조물은 프리즘(Prism) 구조물 또는 렌즈 형상부이다.In addition, the light collecting structure may be a prismatic structure or a lens portion.

더불어, 상기 액정 패널은 제 1 편광판, 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT) 어레이, 액정층과 제 2 편광판을 포함한다.In addition, the liquid crystal panel includes a first polarizing plate, a thin film transistor (TFT) array, a liquid crystal layer, and a second polarizing plate.

게다가, 상기 액정층과 제 2 편광판 사이에 컬러 필터 어레이가 개재되어 있다.In addition, a color filter array is interposed between the liquid crystal layer and the second polarizing plate.

또, 상기 광원은 청색광을 방출하는 광원 또는 자외선을 방출하는 광원이다.The light source is a light source emitting blue light or a light source emitting ultraviolet light.

그리고, 상기 발광체는 적색 형광체, 녹색 형광체와 청색 형광체가 배열된 형광체 어레이이다.The light emitter is a phosphor array in which red phosphors, green phosphors and blue phosphors are arranged.

더불어, 상기 적색 형광체, 녹색 형광체와 청색 형광체 각각의 사이에 반사체가 개재되어 있다.In addition, a reflector is interposed between each of the red phosphor, the green phosphor, and the blue phosphor.

또, 상기 광원과 상기 발광체 사이에 상기 광원에서 방출된 광은 투과시키고, 상기 발광체에서 여기된 광은 반사시키는 다이크로익 필터가 개재된다.
Further, a dichroic filter is disposed between the light source and the light emitter that transmits the light emitted from the light source and reflects the light excited by the light emitter.

본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치는 광원에서 출사된 광을 발광체에서 여기시키고, 발광체에서 여기된 광을 집광부에서 액정 패널의 픽셀들로 집광시켜, 발광체와 액정 패널의 픽셀들의 광 커플링(Coupling)을 극대화시켜 광투과 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
The liquid crystal display device according to the present invention excites the light emitted from the light source in the light emitter, and collects the light excited in the light emitter into the pixels of the liquid crystal panel at the condenser, thereby coupling the light to the pixels of the light emitter and the liquid crystal panel. By maximizing the light transmission efficiency is improved.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개념적인 도면
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 1 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 2 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 3 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 4 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 5 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 일례를 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 9a와 도 9b는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치에 적용된 형광체 어레이의 일례들을 설명하기 위한 개념도
도 10은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치에 적용된 형광체 어레이의 다른 예를 설명하기 위한 개념도
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 12a와 도 12b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에 적용된 다이크로익 필터의 투과율 및 반사율을 설명하기 위한 그래프
도 13은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 집광부의 집광 구조물의 일례를 설명하기 위한 개념적인 사시도
도 14는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 집광부의 집광 구조물의 다른 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.1 is a conceptual view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a conceptual cross-sectional view for illustrating a first example of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
3 is a conceptual cross-sectional view for describing a second example of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
4 is a conceptual cross-sectional view for illustrating a third example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
5 is a conceptual cross-sectional view for illustrating a fourth example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
6 is a conceptual cross-sectional view for describing a fifth example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
7 is a conceptual cross-sectional view for describing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
8 is a conceptual cross-sectional view for explaining an example of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
9A and 9B are conceptual views illustrating examples of phosphor arrays applied to a liquid crystal display device according to the present invention.
10 is a conceptual diagram illustrating another example of a phosphor array applied to a liquid crystal display device according to the present invention.
11 is a conceptual cross-sectional view for describing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
12A and 12B are graphs for describing transmittance and reflectance of a dichroic filter applied to a liquid crystal display according to a third embodiment of the present invention.
13 is a conceptual perspective view illustrating an example of a light collecting structure of a light collecting unit of a liquid crystal display device according to the present invention.
14 is a conceptual cross-sectional view for explaining another example of a light collecting structure of a light collecting unit of the liquid crystal display device according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개념적인 도면이다.1 is a conceptual diagram illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 광원(100)과; 상기 광원(100)에서 출사된 광을 여기(勵起. exciting)시켜 발광하는 발광체(200)와; 상기 발광체(200)에서 방출된 광을 집광하는 집광부(300)와; 상기 집광부(300)에서 집광된 광으로 화상광을 생성하는 액정 패널(400)을 포함하여 구성된다.A liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention includes a light source 100; A light emitter 200 which emits light by exciting the light emitted from the light source 100; A condenser 300 condensing light emitted from the light emitter 200; It includes a liquid crystal panel 400 for generating image light from the light collected by the light collecting unit 300.

이러한 제 1 실시예의 액정 디스플레이 장치는 상기 광원(100)에서 출사된 광을 상기 발광체(200)에서 여기되어 여기광이 방출된다.In the liquid crystal display of the first exemplary embodiment, light emitted from the light source 100 is excited by the light emitter 200 to emit excitation light.

상기 발광체(200)에서 방출된 여기광을 상기 집광부(300)에서 집광하고, 상기 집광부(300)에서 집광된 광으로 상기 액정 패널(400)은 화상광을 생성한다.The excitation light emitted from the light emitter 200 is collected by the condenser 300, and the liquid crystal panel 400 generates image light by the light condensed by the condenser 300.

이때, 상기 발광체(200)는 형광체(Phosphor) 또는 양자점(Quantum dot)이다.In this case, the light emitter 200 is a phosphor or a quantum dot.

참고로, 반도체 양자점은 반도체 양자점의 엑시톤 (또는 밴드갭)보다 큰 에너지를 갖는 어떤 광자에 의해서도 여기가 가능하다.For reference, the semiconductor quantum dot can be excited by any photon having an energy larger than the exciton (or band gap) of the semiconductor quantum dot.

예컨대, 상기 광원(100)에서 방출된 광이 자외선광인 경우, 상기 발광체(200)에서 여기되어 청색광, 녹색광 및 적색광 중 하나의 파장 전환된 광이 방출된다.For example, when the light emitted from the light source 100 is ultraviolet light, the light emitted by the light emitted by the light emitter 200 and the wavelength-converted light of blue light, green light, and red light is emitted.

그리고, 상기 액정 패널(400)은 제 1 편광판, 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT) 어레이, 액정층과 제 2 편광판을 포함하는 적층 구조이다.In addition, the liquid crystal panel 400 has a stacked structure including a first polarizing plate, a thin film transistor (TFT) array, a liquid crystal layer, and a second polarizing plate.

그러므로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 광원(100)에서 출사된 광을 발광체(200)에서 여기시키고, 상기 발광체(200)에서 여기된 광을 상기 집광부(300)에서 상기 액정 패널(400)의 픽셀들로 집광시켜, 상기 발광체(200)와 상기 액정 패널(400)의 픽셀들의 광 커플링(Coupling)을 극대화시켜 광투과 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
Therefore, the liquid crystal display device according to the first exemplary embodiment of the present invention excites the light emitted from the light source 100 in the light emitter 200, and the light excited in the light emitter 200 in the condenser 300. By condensing the pixels of the liquid crystal panel 400, the light transmission efficiency may be improved by maximizing light coupling between the light emitter 200 and the pixels of the liquid crystal panel 400.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 1 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.2 is a conceptual cross-sectional view for describing a first example of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 1 예는 액정 패널을 제 1 편광판(410), 박막 트랜지스터 어레이(420), 액정층(430), 컬러 필터 어레이(451)와 제 2 편광판(440)을 포함하는 적층 구조로 구현하는 것이다.According to a first example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, the liquid crystal panel includes a first polarizer 410, a thin film transistor array 420, a liquid crystal layer 430, a color filter array 451, and a second polarizer. It is to implement a laminated structure comprising a (440).

그리고, 상기 컬러 필터 어레이(451)는 적색광 통과 필터 영역(451b), 녹색광 통과 필터 영역(451c) 및 청색광 통과 필터 영역(451d)이 상기 액정층(430)의 액정셀과 대응되어 구성될 수 있다.The color filter array 451 may be configured such that the red light passing filter region 451b, the green light passing filter region 451c, and the blue light passing filter region 451d correspond to the liquid crystal cell of the liquid crystal layer 430. .

그리고, 상기 적색광 통과 필터 영역(451b), 녹색광 통과 필터 영역(451c) 및 청색광 통과 필터 영역(451d) 각각의 사이에는 블랙 매트릭스(451a)가 위치된다.The black matrix 451a is positioned between each of the red light passing filter region 451b, the green light passing filter region 451c, and the blue light passing filter region 451d.

또, 전술된 발광체는 적색 형광체(211b), 녹색 형광체(211c), 청색 형광체(211d)가 배열된 형광체 어레이(210)로 구현할 수 있다.In addition, the above-described light emitter may be implemented as a phosphor array 210 in which a red phosphor 211b, a green phosphor 211c, and a blue phosphor 211d are arranged.

여기서, 광원(100)에 방출된 광이 상기 적색 형광체(211b), 상기 녹색 형광체(211c)와 상기 청색 형광체(211d)에 입사될 수 있도록, 상기 적색 형광체(211b), 상기 녹색 형광체(211c)와 상기 청색 형광체(211d) 각각의 사이에는 반사체(211a)을 개재시킬 수 있다.The red phosphor 211b and the green phosphor 211c may emit light emitted from the light source 100 to the red phosphor 211b, the green phosphor 211c, and the blue phosphor 211d. And a reflector 211a may be interposed between each of the blue phosphors 211d.

그리고, 상기 광원(100)은 자외선을 방출시키는 광원으로 적용할 수 있다.The light source 100 may be applied as a light source that emits ultraviolet rays.

또, 집광부는 상기 제 1 편광판(410)과 상기 형광체 어레이(210) 사이에 위치된다.In addition, a light collecting part is positioned between the first polarizer 410 and the phosphor array 210.

또한, 상기 집광부는 집광 구조물(311)을 포함하고, 굴절률이 다른 적어도 둘 이상의 투명 물질층들로 구성될 수 있다.In addition, the light collecting part may include a light collecting structure 311 and be composed of at least two transparent material layers having different refractive indices.

예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 집광 구조물(311)이 형성된 제 1 투명 물질층(310)과; 상기 제 1 투명 물질층(310)과 굴절률이 다른 제 2 투명 물질층(320)으로 구성된다.
For example, as shown in FIG. 2, the first transparent material layer 310 on which the light collecting structure 311 is formed; The first transparent material layer 310 is composed of a second transparent material layer 320 having a different refractive index.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 2 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.3 is a conceptual cross-sectional view for describing a second example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 2 예는 광원(100)은 자외선을 방출시키는 광원으로 적용하는 것으로, 컬러 필터 어레이를 제거하고 형광체 어레이가 위치된 영역에 자외선 차단 필터(452)를 대체시켜 상기 광원(100)에서 방출된 자외선이 액정 패널 외부로 방출되는 것을 방지하는 것이다.According to a second example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, the light source 100 is applied as a light source that emits ultraviolet rays. The ultraviolet filter 452 is removed in the region where the color filter array is removed and the phosphor array is located. ) To prevent ultraviolet rays emitted from the light source 100 from being emitted outside the liquid crystal panel.

즉, 제 2 예는 제 1 예에서 컬러 필터 어레이 대신에 자외선 차단 필터(452)가 대체되어 있는 것이고, 상기 자외선 차단 필터(452)는 상기 액정 패널의 액정층(430)과 제 2 편광판(440) 사이에 위치된다.That is, in the second example, the UV cut filter 452 is replaced in place of the color filter array in the first example, and the UV cut filter 452 is the liquid crystal layer 430 and the second polarizer 440 of the liquid crystal panel. Is located between).

그러므로, 상기 액정 패널의 액정층(430)을 통과한 광에 포함된 자외선은 상기 자외선 차단 필터(452)에서 차단되어, 상기 액정 패널 외부로는 가시광인 영상광만 방출된다.
Therefore, the ultraviolet rays included in the light passing through the liquid crystal layer 430 of the liquid crystal panel are blocked by the ultraviolet blocking filter 452, and only the image light that is visible light is emitted to the outside of the liquid crystal panel.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 3 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 4 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도이며, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 5 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.4 is a conceptual cross-sectional view for describing a third example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a fourth example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. 6 is a conceptual cross-sectional view for explaining a fifth example of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 제 3 예는 광원(100)에서 청색광이 방출되고, 형광체 어레이(210)에서 청색 형광체를 제거하고, 청색 형광체가 위치된 영역이 투명 영역으로 대체된 것이다.According to a third example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, blue light is emitted from the light source 100, the blue phosphor is removed from the phosphor array 210, and the area where the blue phosphor is located is replaced with a transparent area. It is.

이 제 3 예의 액정 디스플레이 장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 형광체 어레이(210)의 투명 영역으로 상기 광원(100)의 청색광이 투과되고, 상기 청색광은 상기 형광체 어레이(210)의 적색 형광체와 녹색 형광체 각각에서 여기되어 적색광과 녹색광이 방출된다.As shown in FIG. 4, in the liquid crystal display of the third example, blue light of the light source 100 is transmitted to the transparent region of the phosphor array 210, and the blue light is combined with the red phosphor of the phosphor array 210. It is excited in each of the green phosphors to emit red light and green light.

그러므로, 상기 형광체 어레이(210)으로 입사된 청색광은 상기 형광체 어레이(210)를 통과하면서 적색광, 녹색광 및 청색광으로 출사된다.Therefore, the blue light incident on the phosphor array 210 is emitted as red light, green light and blue light while passing through the phosphor array 210.

그리고, 제 4 예의 액정 디스플레이 장치는 도 5와 같이, 제 3 예의 구조에서 컬러 필터 어레이(451)에 있는 청색광을 통과시키는 청색광 통과 필터 영역을 투명 영역으로 형성하는 것이다.In the liquid crystal display of the fourth example, as shown in FIG. 5, the blue light passing filter region for passing the blue light in the color filter array 451 in the structure of the third example is formed as a transparent region.

즉, 상기 컬러 필터 어레이(451)는 적색광 통과 필터 영역, 녹색광 통과 필터 영역과 투명 영역으로 구성된다.That is, the color filter array 451 includes a red light passing filter area, a green light passing filter area, and a transparent area.

따라서, 상기 광원(100)의 청색광은 상기 형광체 어레이(210)의 투명 영역에서 투과되고, 집광부의 제 1과 제 2 투명 물질층(310,320)에 형성된 집광 구조물에서 집광되고, 액정층(430)을 통과된 후, 상기 컬러 필터 어레이(451)는 적색광 통과 필터 영역, 녹색광 통과 필터 영역과 투명 영역을 통과하게 된다.Accordingly, the blue light of the light source 100 is transmitted in the transparent region of the phosphor array 210, is collected in the light collecting structures formed on the first and second transparent material layers 310 and 320 of the light collecting unit, and the liquid crystal layer 430. After passing through, the color filter array 451 passes through the red light passing filter region, the green light passing filter region, and the transparent region.

이때, 상기 컬러 필터 어레이(451)의 상기 투명 영역에서 청색광은 그대로 통과하게 된다. In this case, blue light passes through the transparent region of the color filter array 451 as it is.

또한, 제 5 예의 액정 디스플레이 장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 제 3 예의 구조의 컬러 필터 어레이(451)를 형광체 어레이(210)와 집광부의 제 1과 제 2 투명 물질층(310,320) 사이에 개재시킨 구조를 갖는다.
In addition, as shown in FIG. 6, in the liquid crystal display of the fifth example, the color filter array 451 of the third example structure is disposed between the phosphor array 210 and the first and second transparent material layers 310 and 320 of the light converging portion. It has a structure interposed in.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 일례를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.7 is a conceptual cross-sectional view for describing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a conceptual cross-sectional view for explaining an example of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 광원(100)과; 상기 광원(100)에서 출사된 광으로 화상광을 생성하는 액정 패널(400)과; 상기 액정 패널(400)에서 생성된 화상광을 집광하는 집광부(500)와; 상기 집광부(500)에서 집광된 화상광을 여기시켜 발광하는 발광체(600)를 포함하여 구성된다.A liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention includes a light source 100; A liquid crystal panel 400 for generating image light from the light emitted from the light source 100; A condenser 500 condensing image light generated by the liquid crystal panel 400; And a light emitter 600 that excites and emits the image light collected by the condenser 500.

이러한 제 2 실시예의 액정 디스플레이 장치는 상기 광원(100)에서 방출된 광이 상기 액정 패널(400)로 입사되고, 상기 액정 패널(400)에서 생성된 화상광이 상기 집광부(500)에서 집광되고 상기 발광체(600)에서 여기되어 컬러색의 화상광으로 출사되는 구조를 갖는다.In the liquid crystal display of the second exemplary embodiment, the light emitted from the light source 100 is incident on the liquid crystal panel 400, and the image light generated by the liquid crystal panel 400 is focused on the condenser 500. The light emitter 600 is excited to emit light as color image light.

그러므로, 상기 액정 패널(400)을 기준으로 상기 집광부(500)와 상기 발광체(600)는 상기 광원(100)과 반대측에 위치된다. Therefore, the light concentrator 500 and the light emitter 600 are positioned on the opposite side of the light source 100 based on the liquid crystal panel 400.

그리고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 일례로 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 편광판(410), 박막 트랜지스터 어레이(420), 액정층(430), 제 2 편광판(440)을 포함하는 액정 패널의 제 2 편광판(440)에 집광부, 발광체(610)와 컬러 필터 어레이(451)를 순차적으로 위치시킨다.In the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention, for example, as illustrated in FIG. 8, the first polarizing plate 410, the thin film transistor array 420, the liquid crystal layer 430, and the second polarizing plate 440. The light condenser, the light emitter 610, and the color filter array 451 are sequentially positioned on the second polarizing plate 440 of the liquid crystal panel including the ().

상기 집광부는 집광 구조물(521)을 포함하고, 굴절률이 다른 적어도 둘 이상의 투명 물질층들로 구성될 수 있다.The light collecting part may include a light collecting structure 521 and be composed of at least two transparent material layers having different refractive indices.

도 8에서는, 상기 집광 구조물(311)이 형성된 제 1 투명 물질층(520)과; 상기 제 1 투명 물질층(520)과 굴절률이 다른 제 2 투명 물질층(510)으로 구성된 집광부가 도시되어 있다.8, a first transparent material layer 520 on which the light collecting structure 311 is formed; A light collecting part including a second transparent material layer 510 having a refractive index different from that of the first transparent material layer 520 is illustrated.

여기서, 상기 제 1 투명 물질층(520)은 상기 발광체(610)에 근접되어 있고, 상기 제 2 투명 물질층(510)은 상기 제 2 편광판(440)에 근접되어 있다.Here, the first transparent material layer 520 is close to the light emitter 610, and the second transparent material layer 510 is close to the second polarizer 440.

그러므로, 상기 액정 패널을 통한 광은 상기 제 1 투명 물질층(520)의 상기 집광 구조물(311)에서 상기 발광체 및 상기 컬러 필터 어레이(451)로 집광된다.Therefore, the light through the liquid crystal panel is condensed from the light collecting structure 311 of the first transparent material layer 520 to the light emitter and the color filter array 451.

그리고, 상기 컬러 필터 어레이(451)는 광원(100)이 청색광을 방출하는 광원인 경우, 적색광 통과 필터 영역, 녹색광 통과 필터 영역과 투명 영역으로 구성된다.
When the light source 100 is a light source that emits blue light, the color filter array 451 includes a red light passing filter area, a green light passing filter area, and a transparent area.

도 9a와 도 9b는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치에 적용된 형광체 어레이의 일례들을 설명하기 위한 개념도이고, 도 10은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치에 적용된 형광체 어레이의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.9A and 9B are conceptual views illustrating examples of the phosphor array applied to the liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 10 is a conceptual view illustrating another example of the phosphor array applied to the liquid crystal display device according to the present invention.

형광체 어레이에는 도 9a와 같이, 적색 형광체(211b), 녹색 형광체(211c)와 청색 형광체(211d)를 배열하여 구현한다.9A, the red phosphor 211b, the green phosphor 211c and the blue phosphor 211d are arranged in the phosphor array.

이때, 상기 적색 형광체(211b), 녹색 형광체(211c)와 청색 형광체(211d) 각각으로만 광이 통과되고, 혼색되는 것을 방지하도록, 상기 적색 형광체(211b), 녹색 형광체(211c)와 청색 형광체(211d) 각각의 사이에 반사체(211a)를 위치시킨다.At this time, only the red phosphor 211b, the green phosphor 211c, and the blue phosphor 211d may pass through the light and prevent color mixing, so that the red phosphor 211b, the green phosphor 211c, and the blue phosphor ( 211d) Reflector 211a is positioned between each other.

다시 말해, 상기 반사체(211a)에 복수개의 개구들을 형성하고, 상기 개구들 내부에 상기 적색 형광체(211b), 녹색 형광체(211c)와 청색 형광체(211d)를 채워서 상기 형광체 어레이를 구현할 수도 있다.In other words, the phosphor array may be formed by forming a plurality of openings in the reflector 211a and filling the red phosphor 211b, the green phosphor 211c, and the blue phosphor 211d in the openings.

그리고, 도 9b와 같이, 복수개의 개구들이 형성된 투명 평판(211e)를 준비하고, 상기 투명 평판(211e)의 개구들 내부에 상기 적색 형광체(211b), 녹색 형광체(211c)와 청색 형광체(211d)를 채우고, 상기 투명 평판(211e) 표면에 반사막(211f)을 형성하여 형광체 어레이를 구현할 수 있다.9B, a transparent plate 211e having a plurality of openings is prepared, and the red phosphor 211b, the green phosphor 211c and the blue phosphor 211d are formed in the openings of the transparent plate 211e. And a reflective film 211f may be formed on a surface of the transparent plate 211e to implement a phosphor array.

또한, 액정 디스플레이 장치의 화이트 밸런스(White balance)를 최적화시키기 위하여, 형광체 어레이에 배열되어 있는 적색 형광체(211b)의 크기(S1), 녹색 형광체(211c)의 크기(S2)와 청색 형광체(211d)의 크기(S3) 각각이 다르게 설계될 수 있다.Further, in order to optimize the white balance of the liquid crystal display device, the size S1 of the red phosphor 211b arranged in the phosphor array, the size S2 of the green phosphor 211c and the blue phosphor 211d are provided. Each of the size (S3) of may be designed differently.

예컨대, 도 10에서는 S2＞S1＞S3이다.
For example, in FIG. 10, S2>S1> S3.

도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 12a와 도 12b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에 적용된 다이크로익 필터의 투과율 및 반사율을 설명하기 위한 그래프이다.11 is a conceptual cross-sectional view for describing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 12A and 12B are transmittances of a dichroic filter applied to a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. And a graph for explaining the reflectance.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 형광체 어레이(210)에서 여기되어 발광된 광 중, 광원(100) 쪽으로 발광되는 빛을 효과적으로 추출하기 위한 다이크로익 필터(Dichroic filter)(700)가 적용된 것이다.The liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention is a dichroic filter 700 for effectively extracting light emitted toward the light source 100 among the light excited and emitted from the phosphor array 210. Is applied.

즉, 상기 다이크로익 필터(700)는 상기 광원(100)에서 방출된 광은 투과하고, 상기 형광체 어레이(210)에서 여기된 광은 액정 패널로 반사시킨다.That is, the dichroic filter 700 transmits the light emitted from the light source 100 and reflects the light excited from the phosphor array 210 to the liquid crystal panel.

예컨대, 상기 광원(100)의 광이 청색광인 경우, 도 12a와 같이, 청색광은 투과되고, 상기 형광체 어레이(210)에서 여기된 녹색광 및 적색광은 반사된다.For example, when the light of the light source 100 is blue light, as shown in FIG. 12A, blue light is transmitted, and green light and red light excited by the phosphor array 210 are reflected.

그리고, 상기 광원(100)의 광이 자외선인 경우, 도 12b에 도시된 바와 같이, 자외선은 투과되고, 상기 형광체 어레이(210)에서 여기된 청색광, 녹색광 및 적색광은 반사된다.
In addition, when the light of the light source 100 is ultraviolet light, as shown in FIG. 12B, ultraviolet light is transmitted, and blue light, green light, and red light excited by the phosphor array 210 are reflected.

도 13은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 집광부의 집광 구조물의 일례를 설명하기 위한 개념적인 사시도이고, 도 14는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 집광부의 집광 구조물의 다른 예를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.13 is a conceptual perspective view illustrating an example of a light collecting structure of a light collecting unit of a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 14 is a view illustrating another example of a light collecting structure of the light collecting unit of a liquid crystal display device according to the present invention. It is a conceptual section.

집광부의 집광 구조물은 도 13과 같이, 제 1 투명 물질층(800)에 형성된 프리즘(Prism) 구조물(810)로 구현할 수 있고, 도 14와 같이, 제 1 투명 물질층(800)에 형성된 렌즈 형상부(820)로 구현할 수 있다.The light collecting structure of the light collecting unit may be implemented as a prism structure 810 formed in the first transparent material layer 800 as shown in FIG. 13, and as shown in FIG. 14, a lens formed in the first transparent material layer 800. The shape portion 820 can be implemented.

상기 렌즈 형상부(820)는 오목 렌즈 형상부 또는 볼록 렌즈 형상부일 수 있다.
The lens portion 820 may be a concave lens portion or a convex lens portion.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (11)

광원과;
상기 광원에서 출사된 광을 여기(勵起. exciting)시켜 발광하는 발광체와;
상기 발광체에서 방출된 광을 집광하는 집광부와;
상기 집광부에서 집광된 광으로 화상광을 생성하는 액정 패널을 포함하여 구성된 액정 디스플레이 장치.
A light source;
A light-emitting body which emits light by exciting the light emitted from the light source;
A condenser for condensing light emitted from the light emitter;
And a liquid crystal panel configured to generate image light by using the light collected by the condenser.
광원과;
상기 광원에서 출사된 광으로 화상광을 생성하는 액정 패널과;
상기 액정 패널에서 생성된 화상광을 집광하는 집광부와;
상기 집광부에서 집광된 화상광을 여기시켜 발광하는 발광체를 포함하여 구성된 액정 디스플레이 장치.
A light source;
A liquid crystal panel which generates image light with light emitted from the light source;
A condenser condensing the image light generated by the liquid crystal panel;
And a light emitting body which excites and emits the image light collected by the light collecting unit.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 발광체는,
형광체(Phosphor) 또는 양자점(Quantum dot)인 상기 액정 디스플레이 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The light emitter,
The liquid crystal display device which is a phosphor or a quantum dot.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 집광부는,
집광 구조물을 포함하고, 굴절률이 다른 적어도 둘 이상의 투명 물질층들로 구성된 액정 디스플레이 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The condenser is,
A liquid crystal display device comprising a light collecting structure and composed of at least two transparent material layers having different refractive indices.
청구항 4에 있어서,
상기 집광 구조물은,
프리즘(Prism) 구조물 또는 렌즈 형상부인 액정 디스플레이 장치.
The method of claim 4,
The light collecting structure,
A liquid crystal display device which is a prismatic structure or a lens portion.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 액정 패널은,
제 1 편광판, 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT) 어레이, 액정층과 제 2 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The liquid crystal panel,
A liquid crystal display device comprising a first polarizer, a thin film transistor array, a liquid crystal layer, and a second polarizer.
청구항 6에 있어서,
상기 액정층과 제 2 편광판 사이에 컬러 필터 어레이가 개재되어 있는 액정 디스플레이 장치.
The method of claim 6,
And a color filter array interposed between the liquid crystal layer and the second polarizing plate.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 광원은,
청색광을 방출하는 광원 또는 자외선을 방출하는 광원인 액정 디스플레이 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The light source is
A liquid crystal display device which is a light source emitting blue light or a light source emitting ultraviolet light.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 발광체는,
적색 형광체, 녹색 형광체와 청색 형광체가 배열된 형광체 어레이인 액정 디스플레이 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The light emitter,
A liquid crystal display device which is a phosphor array in which red phosphors, green phosphors and blue phosphors are arranged.
청구항 9에 있어서,
상기 적색 형광체, 녹색 형광체와 청색 형광체 각각의 사이에 반사체가 개재되어 있는 액정 디스플레이 장치.

The method according to claim 9,
And a reflector interposed between each of said red phosphor, green phosphor and blue phosphor.

청구항 1에 있어서,
상기 광원과 상기 발광체 사이에
상기 광원에서 방출된 광은 투과시키고, 상기 발광체에서 여기된 광은 반사시키는 다이크로익 필터가 개재된 액정 디스플레이 장치.














The method according to claim 1,
Between the light source and the light emitter
And a dichroic filter configured to transmit light emitted from the light source and reflect light excited by the light emitter.














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