RU2343519C1 - Система подсветки жидкокристаллического дисплея и содержащий ее дисплей - Google Patents
Система подсветки жидкокристаллического дисплея и содержащий ее дисплей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343519C1 RU2343519C1 RU2007139987/09A RU2007139987A RU2343519C1 RU 2343519 C1 RU2343519 C1 RU 2343519C1 RU 2007139987/09 A RU2007139987/09 A RU 2007139987/09A RU 2007139987 A RU2007139987 A RU 2007139987A RU 2343519 C1 RU2343519 C1 RU 2343519C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid crystal
- matrix
- elements
- crystal display
- light
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области оптики и средств отображения информации и может быть использовано для подсветки цветных жидкокристаллических (ЖК) дисплеев с и создания ЖК дисплеев, не содержащих матрицу цветных фильтров. Технический результат - создание системы подсветки ЖК дисплея с улучшенной эффективностью использования излучения источников света и использованием источника излучения только одного типа, а также создание ЖК дисплея с высоким пропусканием, в котором используется предложенная система подсветки. Это достигается тем, что в матричном ЖК дисплее и системе его подсветки, содержащей последовательно расположенные один или более источников света, световодный слой, массив световыводящих элементов, волоконно-оптическую пластину, расположенную между массивом световыводящих элементов и жидкокристаллическим дисплеем, названная волоконно-оптическая пластина представляет собой матрицу элементов, выполненных с возможностью преобразования спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету, формируемому субпикселем жидкокристаллического дисплея, причем размер и расположение названных элементов соответствуют размеру и расположению субпикселей жидкокристаллического дисплея, причем первая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив первой строки матрицы жидкокристаллического дисплея, вторая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив второй строки матрицы жидкокристаллического дисплея, n-я строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив n-й строки матрицы жидкокристаллического дисплея, при этом каждый элемент названной волоконно-оптической пластины содержит, по меньшей мере, одно фотонно-кристаллическое волокно, осуществляющее преобразование длины волны, причем названные волокна плотно упакованы и полностью заполняют площадь названного элемента, при этом фотонно-кристаллическое волокно включает в себя набор волокон с полым сердечником, расположенных продольно вокруг полой или сплошной волноводной области, причем волокна с полым сердечником расположены так, что образуют двумерный фотонный кристалл с фотонной запрещенной зоной, при этом названная полая или сплошная волноводная область сформирована так, чтобы пропустить сигнал с частотой, лежащей большей частью внутри фотонной запрещенной зоны, так чтобы произошло преобразование спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету, формируемому субпикселем жидкокристаллического дисплея. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.
Description
Заявляемое изобретение относится к области оптики и средств отображения информации и может быть использовано для подсветки цветных жидкокристаллических (ЖК) дисплеев с и создания ЖК дисплеев, не содержащих матрицу цветных фильтров.
Известный типичный матричный жидкокристаллический дисплей содержит следующие элементы:
первый поляризатор,
систему оптических компенсаторов, увеличивающих контраст изображения в широком диапазоне углов наблюдения,
жидкокристаллическую панель,
второй поляризатор,
систему подсветки,
защитные пленки, расположенные с обеих сторон дисплея.
Обычно ЖК панель содержит цветные фильтры для формирования цветного изображения.
Типичная система подсветки ЖКД содержит источники света и световодную пластину. В общем случае устройство подсветки ЖК дисплея работает следующим образом: свет, исходящий от источника света, входит в световодную пластину, которая обеспечивает равномерность освещенности и ограничение угловой апертуры света, а после прохождения световодной пластины свет проецируется на поверхность ЖК панели. Световодная пластина, как правило, включает в себя световодный слой и расположенные на нем световыводящие оптические элементы. Однородность освещенности и ограничение угловой апертуры света получают за счет соответствующей геометрии и расположения световодного слоя и световыводящих элементов.
Известна система подсветки (см. патент США №7,030,943 [1]), которая включает в себя ЖК панель, корпус и оптическую пленку. В корпусе размещены панель и множество ламп, которые освещают ЖК панель. Оптические пленки закреплены в пазах корпуса. Недостатком системы является использование нескольких типов источника света в подсветке и поглощение света в матрице цветных фильтров ЖК панели.
В опубликованной заявке на патент РФ №2006132470 [2] описана система подсветки ЖКД, которая включает в себя, по меньшей мере, один источник излучения, световодный слой и массив световыводящих элементов, расположенных на световодном слое, причем световодный слой и световыводящие элементы изготовлены из оптически прозрачного материала. Такая подсветка называется торцевой.
В другой опубликованной заявке на патент РФ №2006114043 [3] описана линза светодиода и динамическая система подсветки ЖКД с использованием светодиодов, которая включает в себя ряд светодиодов, такое же количество линз специальной формы на вершине светодиодов, оптические пленки, освещенную поверхность. Линза, прикрепленная к светодиоду, обеспечивает перераспределение света от источника света к области требуемой формы, размера и расположения равномерно по указанной площади. Линза имеет многогранную поверхность, причем каждая грань перенаправляет лучи от источника света к определенной части указанной площади. Такая подсветка называется подсветкой прямого типа.
В решениях [2] и [3] используют светодиоды трех основных цветов. Их излучение смешивается в световодной пластине или пленке для получения однородной освещенности на выходе системы подсветки. Это приводит к усложнению оптической системы и далее к поглощению около 70% света в матрице цветных фильтров ЖК панели.
В ряде технических решений для подсветки ЖКД применяют волоконно-оптические элементы.
В патенте США №5,042,892 [4] описана светоизлучательная панель, образованная одним слоем параллельных соприкасающихся оптических волокон, снабженных источником света на одном из концов панели.
Наиболее близкой к заявленному изобретению системы подсветки является описанная в патенте США №6,104,371 [5] модульная яркая волоконно-оптическая цветная подсветка для цветных дисплеев, в которой свет распределяется к дисплею через торцы оптических волокон. Оптические волокна упорядочены в устройство каналов, причем каждый канал содержит ряд оптических волокон. Каждый из индивидуальных каналов разделен изоляторами и каждый канал переносит излучение преимущественно одного цвета.
Основным недостатком систем [4] и [5] подсветки с волоконно-оптическим элементами является необходимость использовать слишком большое количество источников света с различными цветами излучения.
Наиболее близкой к заявленному изобретению ЖК дисплея с системой подсветки является система, описанная в патенте США №20070182887 [6], которая раскрывает устройство подсветки, применяемой для цветного ЖК дисплея. Красный, зеленый и синий свет, генерированный красным, зеленым и синим светодиодами, соответственно, смешивается для получения белого света. Спектр красного излучения имеет полуширину hwr в диапазоне 
Спектр зеленого излучения имеет полуширину hwr в диапазоне 
Спектр синего излучения имеет полуширину hwr в диапазоне Цветной ЖК дисплей, работающий на просвет, освещается пучком белого света с тыльной стороны. Цветной ЖК дисплей, работающий на просвет, содержит трехцветный фильтр для селекции длин волн и пропускания красного, зеленого и синего цвета соответственно.
Недостатком прототипа [6] является необходимость использовать несколько типов источников света в системе подсветки и поглощение света в матрице цветных фильтров.
Задачей изобретения является создание системы подсветки ЖК дисплея с улучшенной эффективностью использования излучения источников света и использованием источника излучения только одного типа, а также создание ЖК дисплея с высоким пропусканием, в котором используется предложенная система подсветки. Таким образом, задача является комплексной, а ее решение должно быть основано на едином техническом замысле.
Поставленная задача решена путем создания системы подсветки матричного жидкокристаллического дисплея, содержащей последовательно расположенные
один или более источников света, т.е., по меньшей мере, один источник света,
световодный слой,
массив световыводящих элементов,
волоконно-оптическую пластину, расположенную между массивом световыводящих элементов и жидкокристаллическим дисплеем,
при этом отличительным признаком заявляемой системы является то, что названная волоконно-оптическая пластина представляет собой матрицу элементов, выполненных с возможностью преобразования спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету, формируемому субпикселем жидкокристаллического дисплея, причем размер и расположение названных элементов соответствуют размеру и расположению субпикселей жидкокристаллического дисплея, причем первая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив первой строки матрицы жидкокристаллического дисплея, вторая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив второй строки матрицы жидкокристаллического дисплея, n-я строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив n-й строки матрицы жидкокристаллического дисплея, при этом каждый элемент названной волоконно-оптической пластины содержит, по меньшей мере, одно фотонно-кристаллическое волокно, осуществляющее преобразование длины волны, причем названные волокна плотно упакованы и полностью заполняют площадь названного элемента, при этом фотонно-кристаллическое волокно включает в себя набор волокон с полым сердечником расположенных продольно вокруг полой или сплошной волноводной области, причем волокна с полым сердечником расположены так, что образуют двумерный фотонный кристалл с фотонной запрещенной зоной, при этом названная полая или сплошная волноводная область сформирована так, чтобы пропустить сигнал с частотой, лежащей большей частью внутри фотонной запрещенной зоны, так чтобы произошло преобразование спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету, формируемому субпикселем жидкокристаллического дисплея.
Вторая часть комплексной задачи решена путем создания матричного жидкокристаллического дисплея с системой подсветки, содержащего последовательно расположенные
первый поляризатор,
систему оптических компенсаторов для увеличения контраста изображения в широком диапазоне углов наблюдения,
жидкокристаллическую панель,
второй поляризатор,
систему подсветки,
защитные пленки, расположенные с обеих сторон дисплея,
в котором жидкокристаллическая панель содержит
две подложки с системой фигурных электродов и управляющих элементов и цепей на внутренних поверхностях названных подложек,
два пассивирующих слоя, нанесенных на внутренние поверхности названных электродов,
два ориентирующих слоя, нанесенных на внутренние поверхности названных пассивирующих слоев,
слой жидкого кристалла между обеими названными подложками с названными функциональными слоями на их внутренних поверхностях,
спейсеры, находящиеся между обеими подложками,
в котором система подсветки содержит последовательно расположенные один или более источников света,
световодный слой,
массив световыводящих элементов,
волоконно-оптическую пластину, расположенную между массивом световыводящих элементов и жидкокристаллической панелью,
при этом волоконно-оптическая пластина представляет собой матрицу элементов, осуществляющих преобразование спектра излучения источника света в излучение, характеризующееся, по меньшей мере, тремя длинами волн,
причем размер и расположение названных элементов соответствуют размеру и расположению субпикселей жидкокристаллического дисплея,
причем первая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив первой строки матрицы жидкокристаллического дисплея,
вторая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив второй строки матрицы жидкокристаллического дисплея и т.д. (т.е. n-я строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив n-й строки матрицы жидкокристаллического дисплея),
при этом каждый элемент названной волоконно-оптической пластины содержит одно или несколько фотонно-кристаллических волокон, осуществляющих преобразование длины волны, и названные волокна плотно упакованы и полностью заполняют площадь названного элемента,
при этом фотонно-кристаллическое волокно включает в себя набор волокон с полым сердечником, расположенных продольно вокруг полой или сплошной волноводной области,
причем волокна с полым сердечником расположены так, что образуют двумерный фотонный кристалл с фотонной запрещенной зоной,
при этом названная полая или сплошная волноводная область сформирована так чтобы пропустить сигнал с частотой, лежащей большей частью внутри фотонной запрещенной зоны, так чтобы произошло преобразование спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету субпикселя жидкокристаллического дисплея,
при этом отличительными особенностями заявляемого дисплея является то, что матричная система названных фигурных электродов жидкокристаллической панели образует пиксели изображения, формируемого дисплеем, и каждый пиксель содержит, по меньшей мере, три субпикселя, в которых под действием приложенного электронного сигнала модулируется ориентация жидкого кристалла в, по меньшей мере, трех спектральных диапазонах, обеспечиваемых системой подсветки,
при этом цветное изображение в видимом спектре формируется на экране дисплея с помощью преобразованных световых пучков и модуляции жидкого кристалла.
Поставленная задача решена также путем создания такой конструкции дисплея, в котором цвет в субпикселях формируется цветными фильтрами, по меньшей мере, трех цветов, при этом каждый элемент волоконно-оптической пластины осуществляет преобразование спектра излучения источника света в излучение со спектром, соответствующим полосе пропускания цветного фильтра, находящегося в напротив расположенном субпикселе матричной жидкокристаллической панели.
Поставленная задача решена также путем создания такой конструкции дисплея, в котором между волоконно-оптической пластиной и массивом световыводящих элементов помещен микролинзовый массив.
Поставленная задача решена также путем создания такой конструкции дисплея, в котором между волоконно-оптической пластиной и матричной жидкокристаллической панелью помещен микролинзовый массив.
Поставленная задача решена также путем создания такой конструкции дисплея, в котором между волоконно-оптической пластиной и массивом световыводящих элементов помещен микролинзовый массив.
Поставленная задача решена также путем создания такой конструкции дисплея, в котором один или более источников света находятся со стороны торцов световодного слоя.
Поставленная задача решена также путем создания такой конструкции дисплея, в котором один или более источников света помещены с тыльной по отношению к жидкокристаллической панели стороны световодного слоя.
Поставленная задача решена также путем создания такой конструкции дисплея, в котором один или более источников света имеют широкий спектр излучения.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности использования излучения источников света и использование только одного типа источника излучения, а также повышение пропускания ЖК дисплея за счет использования предложенной системы подсветки.
Для лучшего понимания настоящего изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими чертежами.
Фиг.1 Схема системы подсветки (вид сбоку), выполненная согласно изобретению.
101 - ЖК панель (показаны только подложки и субпиксели);
102 - субпиксели ЖК панели, в которых формируется или модулируется цвет (например, 102' - красный, 102'' - зеленый, 102''' - синий);
103 - волоконно-оптическая пластина, состоящая из элементов, осуществляющих преобразование спектра (например, 103' - красный, 103'' - зеленый, 103''' - синий);
104 - массив световыводящих элементов;
105 - световодный слой;
106 - источники света.
Фиг.2 Взаимное расположение элементов, осуществляющих преобразование спектра (например, 203' - красный, 203'' - зеленый, 203''' - синий), относительно субпикселей ЖК панели, в которых формируется цвет (например, 202' - красный, 202'' - зеленый, 202''' - синий).
Фиг.3 Структура элемента волоконно-оптической пластины: 303' - фотонно-кристаллическое волокно, осуществляющее преобразование спектра источника света в красный цвет, 303'' - фотонно-кристаллическое волокно, осуществляющее преобразование спектра источника света в зеленый цвет, 303''' - фотонно-кристаллическое волокно, осуществляющее преобразование спектра источника света в синий цвет.
Фиг.4 Примеры фотонно-кристаллических волокон с полой (4.1) или сплошной (4.2) волноводной областью.
Фиг.5 Спектры пропускания фотонно-кристаллических волокон с пропусканием в красном, зеленом и синем диапазонах и металл-галогенной лампой на входе.
Фиг.6 Структура пикселя ЖК дисплея с системой подсветки (вид сбоку), выполненного согласно изобретению.
601 - первый поляризатор;
602 - система оптических компенсаторов;
603', 603'' - защитные пленки;
604', 604'' - две подложки;
605 - система фигурных электродов на подложке 604' (направлены параллельно плоскости рисунка);
606', 606'' - два пассивирующих слоя;
607', 607'' - два ориентирующих слоя;
608 - слой жидкого кристалла;
609 - спейсеры;
610', 610'', 610''' - фигурные электроды на подложке 604'' (направлены перпендикулярно плоскости рисунка), разделенные на три субпикселя, в которых модулируется ориентация ЖК в трех спектральных диапазонах;
611 - тонкопленочные транзисторы и другие управляющие элементы и цепи;
612 - второй поляризатор;
613 - волоконно-оптическая пластина;
614 - источники света;
615 - световодный слой;
616 - массив световыводящих элементов.
Фиг.7 Схема системы подсветки (вид сбоку), выполненная согласно одному из вариантов изобретения.
701 - ЖК панель (показаны только подложки и субпиксели);
702 - субпиксели ЖК панели, в которых формируется или модулируется цвет (например, 702' - красный, 702'' - зеленый, 702''' - синий);
703 - волоконно-оптическая пластина, состоящая из элементов, осуществляющих преобразование спектра (например, 703' - красный, 703'' - зеленый, 703''' - синий);
704 - микролинзовый массив;
705 - массив световыводящих элементов;
706 - световодный слой;
707 - источники света.
Фиг.8 Схема системы подсветки (вид сбоку), выполненная согласно одному из вариантов изобретения.
801 - ЖК панель (показаны только подложки и субпиксели);
802 - субпиксели ЖК панели, в которых формируется или модулируется цвет (например, 802' - красный, 802'' - зеленый, 802''' - синий);
803 - микролинзовый массив;
804 - волоконно-оптическая пластина, состоящая из элементов, осуществляющих преобразование спектра (например, 804' - красный, 804'' - зеленый, 804''' - синий);
805 - массив световыводящих элементов;
806 - световодный слой;
807 - источники света.
Фиг.9 Схема системы подсветки (вид сбоку), выполненная согласно одному из вариантов изобретения.
901 - ЖК панель (показаны только подложки и субпиксели);
902 - субпиксели ЖК панели, в которых формируется или модулируется цвет (например, 902' - красный, 902'' - зеленый, 902''' - синий);
903 - микролинзовый массив;
904 - волоконно-оптическая пластина, состоящая из элементов, осуществляющих преобразование спектра (например, 904' - красный, 904'' - зеленый, 904''' - синий);
905 - микролинзовый массив;
906 - массив световыводящих элементов;
907 - световодный слой;
908 - источники света.
Фиг.10 Схема расположения источников света в подсветке прямого типа
10-1 - световодный слой
10-2 - источники света.
Рассмотрим пример выполнения системы подсветки, показанный на Фиг.1. Система подсветки ЖК дисплея с ЖК панелью 101, содержащей субпиксели, в которых формируется или модулируется цвет (102' - красный, 102'' - зеленый, 102''' - синий), включает в себя один или более источников излучения 106, световодный слой 105 и массив световыводящих элементов 104, расположенных на световодном слое 105. Световодный слой 105 и световыводящие элементы 104 изготовлены из оптически прозрачного материала. Между массивом световыводящих элементов 104 и ЖК панелью 101 расположена волоконно-оптическая пластина 103.
Источники света 106 излучают белый свет (светодиоды, лазеры или люминесцентные лампы с холодным катодом), и в спектре излучения присутствуют длины волн трех основных цветов, используемых для ЖКД (красный, зеленый, синий). В предложенной системе подсветки не надо использовать несколько типов источников с монохроматическим излучением.
В световодном слое 105 яркость излучения становится более однородной, а массив световыводящих элементов 104 перенаправляет свет на ЖК панель 101 через волоконно-оптическую пластину 103.
По сравнению с техническим решением, описанном в прототипе, для формирования цветного изображения не требуется использования множества источников с разными спектрами излучения.
Основное отличие предложенного решения от прототипа заключается в том, что волоконно-оптическая пластина 103 представляет собой матрицу элементов 103', 103'', 103''', осуществляющих преобразование спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету субпикселя жидкокристаллического дисплея (Фиг.2).
Размер и расположение элементов 203', 203'', 203''' волоконно-оптической пластины 203 (Фиг.2) соответствуют размеру и расположению субпикселей 202', 202'', 202''' жидкокристаллической панели: первая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив первой строки матрицы жидкокристаллической панели, вторая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив второй строки матрицы жидкокристаллической панели и т.д.
Каждый элемент названной волоконно-оптической пластины содержит одно или несколько фотонно-кристаллических волокон, осуществляющих преобразование длины волны, и названные волокна плотно упакованы и полностью заполняют площадь названного элемента (Фиг.3).
Фотонно-кристаллическое волокно включает в себя набор волокон с полым сердечником, расположенных продольно вокруг полой или сплошной волноводной области. Волокна с полым сердечником расположены так, что образуют двумерный фотонный кристалл с фотонной запрещенной зоной. Названная полая или сплошная волноводная область сформирована так, чтобы пропустить сигнал с частотой, лежащей большей частью внутри фотонной запрещенной зоны, так чтобы произошло преобразование спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету субпикселя жидкокристаллического дисплея. Примеры фотонно-кристаллических волокон с различными поперечными сечениями, соответствующими полой или сплошной волноводной области, показаны на Фиг.4. Примеры спектров пропускания фотонно-кристаллических волокон с пропусканием в красном, зеленом и синем диапазонах и металл-галогенной лампой на входе показаны на Фиг.5. Некоторые примеры структуры фотонно-кристаллических волокон, их функционирование и методы изготовления описаны в патентах США №№6,829,421 [7]; 6,950,585 [8] и 6,798,960 [9].
Для выполнения второй задачи изобретения предложена конструкция ЖК дисплея, содержащего описанную систему подсветки и ЖК панель без матрицы цветных фильтров. Структура пикселя такого ЖК дисплея приведена на Фиг.6. Предложенный ЖК дисплей содержит первый поляризатор 601, систему оптических компенсаторов 602, ЖК панель, второй поляризатор 612, систему подсветки.
ЖК панель включает в себя следующие элементы: две подложки 604' и 604'' с системой фигурных электродов 605 и 610 и управляющих элементов и цепей 611 на внутренних поверхностях подложек 604' и 604'', два пассивирующих слоя 606' и 606'', нанесенных на внутренние поверхности электродов 605 и 610, два ориентирующих слоя 607' и 607'', нанесенных на внутренние поверхности названных пассивирующих слоев 606' и 606'', слой жидкого кристалла 608 между обеими подложками 604' и 604'' с перечисленными функциональными слоями на их внутренних поверхностях и спейсеры 609, находящиеся между обеими подложками. Защитные пленки 603' и 603'' находятся с обеих сторон ЖК панели.
Матричная система фигурных электродов образует пиксели изображения, формируемого устройством отображения. Каждый пиксель разделен, по меньшей мере, на три субпикселя 610', 610'', 610''', в которых модулируется ориентация ЖК в трех спектральных диапазонах.
Система подсветки включает в себя следующие элементы: источники света 614, световодный слой 616, массив световыводящих элементов 615, волоконно-оптическую пластину 613, расположенную между массивом световыводящих элементов 615 и ЖК панелью. Структура и функционирование системы подсветки аналогичны описанному выше.
Основным отличием предлагаемого ЖК дисплея от прототипа является отсутствие цветных фильтров в ЖК панели и использование одного типа источников света с широким спектром. Формирование цветного изображения в видимом диапазоне происходит с помощью пучков света, преобразованных волоконно-оптической пластиной и модуляцией ориентации ЖК в трех спектральных диапазонах субпикселями 610', 610'', 610'''.
Чтобы избежать потерь в системе подсветки и еще больше увеличить эффективность использования излучения источников света, в подсветку вводится микролинзовый массив. Он размещается между волоконно-оптической пластиной 703 и массивом световыводящих элементов 705 (Фиг.7) или между волоконно-оптической пластиной 704 и матричной жидкокристаллической панелью 701 (Фиг.8). Роль микролинзового массива (704 на Фиг.7 или 803 на Фиг.8 соответственно) заключается в собирании света в более широком диапазоне углов и обеспечении практически перпендикулярного падения пучков на вход фотонно-кристаллических волокон (Фиг.7) или ЖК панели (Фиг.8). Для еще лучшего сбора света в подсветке можно использовать и два микролинзовых массива 903 и 905: один между волоконно-оптической пластиной 904 и массивом световыводящих элементов 906, а другой между волоконно-оптической пластиной 904 и матричной жидкокристаллической панелью 901 (Фиг.9).
В торцевой системе подсветки источники света находятся со стороны торцов световодного слоя (Фиг.1).
В системе подсветки прямого типа источники света находятся с тыльной по отношению к жидкокристаллической панели стороны световодного слоя (Фиг.10).
В экспериментальных образцах фотонно-кристаллических волокон эффективность преобразования спектра излучения металл-галогенной лампы в каждый из трех основных цветов составлял 75-80%. В типичном ЖК дисплее каждый цветной фильтр пропускает около 20% излучения белого цвета. Следовательно, эффективность использования излучения источников света за счет применения волоконно-оптической пластины с фотонно-кристаллическими волокнами улучшается в 3-4 раза.
Хотя указанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.
Claims (9)
1. Система подсветки матричного жидкокристаллического дисплея, содержащая последовательно расположенные один или более источников света, световодный слой, массив световыводящих элементов, волоконно-оптическую пластину, расположенную между массивом световыводящих элементов и жидкокристаллическим дисплеем, отличающаяся тем, что названная волоконно-оптическая пластина представляет собой матрицу элементов, выполненных с возможностью преобразования спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету, формируемому субпикселем жидкокристаллического дисплея, причем размер и расположение названных элементов соответствуют размеру и расположению субпикселей жидкокристаллического дисплея, причем первая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив первой строки матрицы жидкокристаллического дисплея, вторая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив второй строки матрицы жидкокристаллического дисплея, n-я строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив n-й строки матрицы жидкокристаллического дисплея, при этом каждый элемент названной волоконно-оптической пластины содержит, по меньшей мере, одно фотонно-кристаллическое волокно, осуществляющее преобразование длины волны, причем названные волокна плотно упакованы и полностью заполняют площадь названного элемента, при этом фотонно-кристаллическое волокно включает в себя набор волокон с полым сердечником, расположенных продольно вокруг полой или сплошной волноводной области, причем волокна с полым сердечником расположены так, что образуют двумерный фотонный кристалл с фотонной запрещенной зоной, при этом названная полая или сплошная волноводная область сформирована так, чтобы пропустить сигнал с частотой, лежащей большей частью внутри фотонной запрещенной зоны, так, чтобы произошло преобразование спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету, формируемому субпикселем жидкокристаллического дисплея.
2. Матричный жидкокристаллический дисплей с системой подсветки, содержащий последовательно расположенные первый поляризатор, систему оптических компенсаторов, выполненных с возможностью увеличения контраста изображения в широком диапазоне углов наблюдения, жидкокристаллическую панель, второй поляризатор, систему подсветки, защитные пленки, расположенные с обеих сторон дисплея, при этом жидкокристаллическая панель содержит две подложки с системой фигурных электродов и управляющих элементов и цепей на внутренних поверхностях названных подложек, два пассивирующих слоя, нанесенных на внутренние поверхности названных электродов, два ориентирующих слоя, нанесенных на внутренние поверхности названных пассивирующих слоев, слой жидкого кристалла между обеими названными подложками с названными функциональными слоями на их внутренних поверхностях, спейсеры, находящиеся между обеими подложками, при этом система подсветки содержит, по меньшей мере, один источник света, световодный слой, массив световыводящих элементов, волоконно-оптическую пластину, расположенную между массивом световыводящих элементов и жидкокристаллической панелью, при этом волоконно-оптическая пластина представляет собой матрицу элементов, выполненных с возможностью преобразования спектра излучения источника света в излучение, характеризующееся, по меньшей мере, тремя длинами волн, причем размер и расположение названных элементов соответствуют размеру и расположению субпикселей жидкокристаллического дисплея, причем первая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив первой строки матрицы жидкокристаллического дисплея, вторая строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив второй строки матрицы жидкокристаллического дисплея, n-я строка матрицы элементов, осуществляющих преобразование длины волны, расположена напротив n-й строки матрицы жидкокристаллического дисплея, при этом каждый элемент названной волоконно-оптической пластины содержит, по меньшей мере, одно фотонно-кристаллическое волокно, осуществляющее преобразование длины волны, и названные волокна плотно упакованы и полностью заполняют площадь названного элемента, при этом фотонно-кристаллическое волокно включает в себя набор волокон с полым сердечником, расположенных продольно вокруг полой или сплошной волноводной области, причем волокна с полым сердечником расположены так, что образуют двумерный фотонный кристалл с фотонной запрещенной зоной, при этом названная полая или сплошная волноводная область сформирована так, чтобы пропустить сигнал с частотой, лежащей большей частью внутри фотонной запрещенной зоны, так, чтобы произошло преобразование спектра излучения источника света в излучение с длиной волны, соответствующей цвету, формируемому субпикселем жидкокристаллического дисплея, отличающееся тем, что матричная система названных фигурных электродов жидкокристаллической панели образует пиксели изображения, формируемого названным дисплеем, и каждый пиксель содержит, по меньшей мере, три субпикселя, в которых под действием приложенного электронного сигнала модулируется ориентация жидкого кристалла в, по меньшей мере, трех спектральных диапазонах, обеспечиваемых системой подсветки, при этом цветное изображение в видимом спектре формируется на экране дисплея с помощью световых пучков, преобразованных фотонно-кристаллическими волокнами, и модуляции жидкого кристалла.
3. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что цвет в субпикселях жидкокристаллического дисплея формируется цветными фильтрами, по меньшей мере, трех цветов, при этом каждый элемент названной волоконно-оптической пластины осуществляет преобразование спектра излучения источника света в излучение со спектром, соответствующим полосе пропускания цветного фильтра, находящемся в напротив расположенном субпикселе матричной жидкокристаллической панели.
4. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что между волоконно-оптической пластиной и массивом световыводящих элементов помещен микролинзовый массив.
5. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что между волоконно-оптической пластиной и матричной жидкокристаллической панелью помещен микролинзовый массив.
6. Дисплей по п.5, отличающийся тем, что между волоконно-оптической пластиной и массивом световыводящих элементов помещен микролинзовый массив.
7. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один источник света помещен со стороны торцов световодного слоя.
8. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один источник света помещен с тыльной по отношению к жидкокристаллической панели стороны световодного слоя.
9. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один источник света имеет широкий спектр излучения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139987/09A RU2343519C1 (ru) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | Система подсветки жидкокристаллического дисплея и содержащий ее дисплей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139987/09A RU2343519C1 (ru) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | Система подсветки жидкокристаллического дисплея и содержащий ее дисплей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2343519C1 true RU2343519C1 (ru) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007139987/09A RU2343519C1 (ru) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | Система подсветки жидкокристаллического дисплея и содержащий ее дисплей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2343519C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470379C2 (ru) * | 2011-02-09 | 2012-12-20 | Торовин Алексей Иванович | Способ подсветки жидкокристаллической панели |
| RU2530280C2 (ru) * | 2009-03-13 | 2014-10-10 | Сони Корпорейшн | Жидкокристаллический дисплей и способ управления его запиткой |
| RU2536353C2 (ru) * | 2009-07-17 | 2014-12-20 | Бриджлакс, Инк. | Реконфигурируемая светодиодная матрица и ее использование в осветительной системе |
| RU2674149C2 (ru) * | 2013-11-05 | 2018-12-05 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Светоизлучающее устройство |
-
2007
- 2007-10-30 RU RU2007139987/09A patent/RU2343519C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530280C2 (ru) * | 2009-03-13 | 2014-10-10 | Сони Корпорейшн | Жидкокристаллический дисплей и способ управления его запиткой |
| RU2536353C2 (ru) * | 2009-07-17 | 2014-12-20 | Бриджлакс, Инк. | Реконфигурируемая светодиодная матрица и ее использование в осветительной системе |
| RU2470379C2 (ru) * | 2011-02-09 | 2012-12-20 | Торовин Алексей Иванович | Способ подсветки жидкокристаллической панели |
| RU2674149C2 (ru) * | 2013-11-05 | 2018-12-05 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Светоизлучающее устройство |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100771324B1 (ko) | 면 조명 장치 및 그것을 구비한 액정 표시 장치 | |
| US8184238B2 (en) | Planar illumination device and liquid crystal display device using the same | |
| US7221418B2 (en) | Liquid crystal display device | |
| US11243426B2 (en) | Display device, display method, and color separation device | |
| JP3528994B2 (ja) | 液晶表示装置用平行光源及びそれを用いた液晶表示装置 | |
| US8049838B2 (en) | Direct light type backlight unit and color filterless liquid crystal display apparatus employing the same | |
| US20100214208A1 (en) | Planar lighting device and liquid crystal display device | |
| US20130033901A1 (en) | Backlight device and liquid crystal display apparatus | |
| US20130322114A1 (en) | Surface light source device and liquid crystal display apparatus | |
| KR100750168B1 (ko) | 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치 | |
| WO2011135755A1 (ja) | バックライトシステムおよびこれを用いた液晶表示装置 | |
| JP5191996B2 (ja) | 面状照明装置およびそれを用いた液晶表示装置 | |
| WO2001077745A1 (en) | A color separation optical plate for use with display and sensor panels | |
| JPH02111922A (ja) | 液晶表示装置 | |
| RU2343519C1 (ru) | Система подсветки жидкокристаллического дисплея и содержащий ее дисплей | |
| US10527770B2 (en) | Light conversion element | |
| KR20100092370A (ko) | 조명장치 및 표시장치 | |
| US20030071934A1 (en) | Liquid crystal backlight utilizing side emitting | |
| TW201409134A (zh) | 面光源裝置及液晶顯示裝置 | |
| KR101983312B1 (ko) | 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 | |
| JP2004226709A (ja) | 導光シートおよびそれを用いたディスプレイ照明装置 | |
| JP3952859B2 (ja) | 導光シートとそれを用いたディスプレイ照明装置 | |
| JP2008270145A (ja) | 液晶表示装置およびバックライト装置 | |
| JPH05323307A (ja) | 直視型ディスプレイおよび投光型ディスプレイ | |
| KR100657330B1 (ko) | 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121031 |