KR20020043170A

KR20020043170A - Ｌｃｄ를 위해 칼라 분리된 백라이트

Info

Publication number: KR20020043170A
Application number: KR1020010075183A
Authority: KR
Inventors: 파오리니스티븐; 하버스게라드; 스나이더웨인엘
Original assignee: 추후기재; 루미리즈 라이팅 유에스 엘엘씨
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2002-06-08
Also published as: EP1211551A2; US6768525B2; TW554209B; EP1211551A3; JP2002196332A; US20020067444A1

Abstract

본 문서에서는 광원으로서 적색, 녹색 및 청색 LED를 사용하는 칼라 투과식 LCD(a color, Transmissive LCD)를 설명한다. R, G 및 B LED는 별개의 도광기(light guide) 즉, 각 칼라에 대하여 하나의 도광기에 결합된다. 이러한 도광기는 3개의 오버레이된(overlaying) 플라스틱이나 유리 시트의 형태를 취할 수 있다. 다른 실시예에서, 지지 표면(a supporting surface)에서 서로 평행하게 배열된 가는 광섬유 케이블이 도광기로서 사용되며, 각 광섬유 케이블은 반복적인 패턴으로 R, G 혹은 B LED 중 단지 어느 하나에 광학적으로 결합된다. 도광기는 적색, 녹색 및 청색 화소의 위치에 부합하는 광을 방출하기 위해 결함(deformity)을 포함한다. R, G 및 B LED는 항상 온(on)이며, 칼라 필터링이 없다.

Description

ＬＣＤ를 위해 칼라 분리된 백라이트{COLOR ISOLATED BACKLIGHT FOR AN LCD}

본 발명은 칼라 액정 디스플레이(color liquid crystal displays) 특히, 칼라 액정 디스플레이의 백라이트(backlight) 기술에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCDs)는 셀 폰(cell phones), 개인 휴대 단말기(PDAs) 및 랩탑 컴퓨터와 같은 배터리로 작동되는 장치에서 일반적으로 사용되며, 데스크탑과텔레비전 응용에 대중화되고 있으며, 부피가 큰 CRT를 대신하고 있다. 현재, 이러한 LCD의 결점은 제한된 밝기, 낮은 효율 및 제한된 시야각(viewing angle)을 포함한다. LCD는 단색이나 칼라일 수 있으며, 투과식(transmissive)과 반사식(reflective)일 수 있다. 본 발명은 백라이팅을 필요로 하는 칼라 투과식 LCD를 다루며, 백라이팅은 적색, 녹색 및 청색 성분을 포함한다.

도 1은 종래 기술의 칼라 투과식 LCD의 작은 부분의 횡단면도이다. 다른 유형의 칼라 투과식 LCD 구조들이 있다. 도 1의 구조는 본 발명에 의해 극복되는 종래 기술의 LCD의 어떤 단점을 확인하기 위해 사용될 것이다.

도 1에서, LCD(10)는 상부 LCD 층들에 백라이팅을 제공하기 위한 백색 광원(white light source)(12)을 포함한다. 통상의 백색 광원으로는 형광성 벌브(fluorescent bulb)가 있고, 다른 백색 광원은 서로 결합되어 백색 광을 형성하는 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드(LEDs)의 조합이다. 다른 백색 광원들이 알려져 있다. 이러한 백색 광원은 디스플레이의 후면(back surface)에 균질의 양을 제공해야만 한다. 이러한 균질의 백색 광을 제공하기 위한 대중적인 기술은 형광성 벌브나 LED를 도광기에 광학적으로 결합하는 것, 예컨대 광원을 클리어 플라스틱(clear plastic) 시트의 하나 이상의 에지(edge)에 광학적으로 결합하는 것이다. 시트는 광을 시트의 상부면(top surface)에 대해 거의 수직으로 휘게하여 광이 상부면에서 방출되도록 하는 결함(deformity)을 갖는다. 이러한 결함의 예는 하부면(bottom surface)에 릿지(ridges), 플라스틱 시트로 삽입된 반사 입자(reflective particles) 혹은 시트의 상부면이나 하부면의 요철을 포함한다.결함은 광의 의사 균일(quasi-uniform)평면이 도광기(light guide)의 전면에서 방출되게 한다. 반사기(reflector)는 밝기와 균일성을 개선하기 위해 도광기의 후면의 뒤에 놓일 수 있다.

디스플레이의 뒤에 위치한 광원이 디스플레이에 걸쳐 광을 균일하게 분배시키는 데 적절한 확산기를 구비하는 어떠한 도광기도 사용하지 않는 것이 또한 일반적이다.

편광 필터(14)는 백색 광을 선형으로 편광시킨다. 도 1에서 도시되는 일실시예에서, 편광 필터(14)는 투명한 도체를 갖는 유리 기판으로 형성된다.

편광 필터(14) 위는 액정 층(16)이며, 액정 층(16) 위는 투명한 도체를 갖는 유리 기판(18)이다. 유리 기판에서 선택된 도체는 전극(19, 20)에 결합되는 디스플레이 제어 신호에 의해 활성화된다(energize). 액정 층(16)의 화소 영역의 양단에 전계가 없으면 그 화소 영역을 통과하는 광은 입사 편광에 대해 직각으로 회전된 편광을 갖게 된다. 액정 층(16)의 화소 영역양단에 전계가 걸리면, 액정이 배열되며, 광의 편광에 영향을 끼치지 않는다. 도체를 선택적으로 활성화시키는 것은 액정 층(16)에 걸리는 국소화된 전계를 제어한다. 보통 열려있고(백색) 보통 닫혀있는(흑색) 두 셔터는 다른 디스플레이에 사용된다.

수동 도체 어레이(a passive conductor array)대신, 투명한 박막 트랜지스터(TFT) 어레이가 사용될 수 있으며, 각 화소에 대해 하나의 트랜지스터를 갖는다. TFT 어레이는 아주 잘 알려져 있으며, 더 이상 설명될 필요가 없다.

유리 기판(18)으로부터 광 출력은 그 다음 RGB 화소 필터(22)에 의해 필터링된다. RGB 화소 필터(22)는 적색 필터 층, 녹색 필터 층 및 청색 필터 층으로 이루어질 수 있다. 층들은 얇은 필름으로서 증착될 수 있다. 예를 들면, 적색 필터는 디스플레이의 적색 화소 영역에 부합하는 적색 광 필터 영역의 어레이를 포함한다. 적색 필터의 나머지 부분은 다른 광이 통과하도록 하기 위해 클리어(clear) 상태이다. 따라서, RGB 화소 필터(22)는 디스플레이의 각 R, G 및 B 화소에 대한 필터를 제공한다.

편광 필터(24)는 단지 편광 필터(14)의 광 출력에 대해 직각으로만 편광된 광을 통과시킨다. 그러므로, 편광 필터(24)는 단지 액정 층(16)에서 활성화되지 않은 화소 영역(non-energized pixel area)에 의해 편광된 광만을 통과시키며, 액정 층(16)의 활성화된 부분(energized area)을 통과하는 모든 광은 흡수한다. 액정 층(16)에 걸리는 전계의 크기는 소정 칼라를 생성하기 위해 개별적인 R, G 및 B 성분의 밝기를 제어한다. 이러한 방법으로, 어떠한 칼라 이미지도 다수의 도체에 선택적으로 활성화함에 의해 시청자(viewer)에게 표시될 수 있다.

RGB 화소 필터(22)는, 각 필터가 3개의 주요 칼라 중 단지 하나만을 통과하도록 하므로, 필터에 도달하는 모든 광의 2/3을 본질적으로 필터링한다. 이것은 종래 기술의 LCD의 일반적으로 불량한 효율의 중요한 요인이다. 백색 광원(12) 위의 LCD 층의 전체 투과율은 4-10%의 오더(order)이다. 필요한 것은 백색 광원에 대한 에너지를 추가로 필요로 함이 없이 LCD 출력의 밝기를 증가시키기 위한 기술이다.

도 2는 다른 종래 기술의 칼라 LCD를 도시한다. LCD 층(28)으로 표시된 층은 RGB 화소 필터(22)를 제외하고 도 1의 모든 층을 포함할 수 있거나 LCD를 구현하기위한 임의의 다른 층을 포함할 수 있다. 도 2는 백색 광원을 사용하지 않으며, 그 대신에 적색, 녹색 및 청색 LED와 같은, 적색, 녹색 및 청색 광원(30)을 순차적으로 활성화한다(energize). 도광기(32)는 전형적으로 그의 하나 이상의 에지를 따라 RGB 광을 수신하며, 다수의 잘 알려진 기술 중의 어느 하나를 사용하여 광을 LCD 층(28)쪽으로 휘게한다. 순차적으로 RGB 광원을 활성화하는 것은 TFT 어레이의 활성화와 동기될 필요가 있다. 게다가, 어떠한 지각가능한 깜박임(flicker)도 피하기 위해, R, G 및 B 광원은 초당 60 프레임으로 모든 3개의 칼라를 순차적으로 수용하도록, 적어도 180Hz의 주파수로 각각이 활성화되어야 한다. 스위칭 속도는, 예컨대 디스플레이를 보는 동안 머리를 움직이는 시청자에 의해 야기되는 것과 같은 움직임 산물(motion artifact)을 고려하여 더욱 고속일 필요가 있을 수 있다. 셔터(LC+TFT)의 느린 스위칭 속도와 움직임 산물이 갖는 문제는 적어도 몇 년 이상 동안 이러한 방식이 비실용적이게 할 것이다.

본 명세서는 광원으로서 적색, 녹색 및 청색 LED를 사용하는 칼라 투과식 LCD를 기술한다. R, G 및 B LED는 각 칼라에 대해 하나의 도광기에, 즉 별개의 도광기에 결합된다. 이러한 도광기는 3개의 오버레이된 플라스틱이나 유리 시트의 형태를 취할 수 있다. 다른 실시예에서, 지지 표면(a supporting surface)에서 서로 평행으로 배열된 가는 광섬유 케이블이 도광기로서 사용되며, 각 광섬유 케이블은 반복하는 RGB 패턴으로 단지 하나의 R, G 혹은 B LED에 광학적으로 결합된다. 도광기는 적색, 녹색 및 청색 화소의 위치에 부합하는 결함(deformity)을 포함한다. 이러한 결함은 도광기의 밖으로 광을 "누출(leak)"하기 위해 종래 기술에서 사용되는것들 중의 어떤 것일 수 있다. R, G 및 B LED는 항상 온(on)이며, 칼라 필터링이 없다.

일실시예에서, LCD는 열(column)로 배열된 적색 화소와, 이와 인접한 평행의 열로 배열된 녹색 화소와, 녹색 화소에 인접한 열로 배열된 청색 화소를 갖는다. 이 패턴은 반복된다. 이러한 유형의 디스플레이에 있어서, 각 도광기상의 결함은 도광기에 의해 전송된 특정 칼라에 대한 화소의 열에 부합하는 스트립(strips)으로 배열된다. 이러한 유형의 실시예에서, 도광기로서의 광섬유 케이블은, 특정 칼라의 광이 광섬유 케이블에 의해 열(column)로 본질적으로 제한되므로, 특히 적합하다. 각 케이블의 두께는 화소의 폭과 거의 같다.

본 발명의 백라이팅 기술은 도 2에서 도시된 기술과 달리 RGB LED가 그 시간의 100% 온(on)되게 하며, 도 1에 도시된 기술과 달리 RGB 화소 필터가 필요로 되지 않으므로, LCD는 종래 기술의 디스플레이와 같은 밝기를 제공하면서 훨씬 적은 에너지를 사용한다.

본 발명의 목적은 제한된 밝기, 낮은 효율 및 제한된 시야각을 포함하는 LCD의 결점들을 개선하는 것이다.

도 1은 항상 온(on)인 백색 광원을 사용하는 종래 기술의 칼라 투과식 LCD의 횡단면도,

도 2는 순차적으로 활성화되는 별개의 적색, 녹색 및 청색 광원을 사용하는 종래 기술의 LCD의 횡단면도,

도 3은 전용의 적색, 녹색 및 청색 도광기를 사용하는 본 발명의 일실시예를 설명하는 LCD의 부분의 횡단면도,

도 4는 해당 칼라의 화소에 대응하는 영역에서 전면상의 렌즈를 조준함(collimating)을 통해 광을 반사하기 위한 도광기의 후면상의 분리된 결함(isolated deformities)을 도시하는 한 도광기의 일부의 횡단면도,

도 5는 적색, 녹색 및 청색 광을 전송하는 도광기의 부분의 위에서 아래로 본 모양이며, LCD의 해당 칼라의 화소의 위치에 부합하도록 스트립으로 배열되는 결함을 설명하는 도면,

도 6은 백라이팅을 위한 도광기로서 광섬유 케이블을 사용하는 본 발명의 실시예를 설명하는 LCD의 단면도,

도 7은 지지 구조(a supporting structure)에서 광섬유 케이블의 배열과 적색, 녹색 및 청색 LED로 그것들의 결합을 도시하는 도 6의 백라이팅의 위에서 아래로 본 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

12 : 백색 광원(RGB)14 : 편광 필터와 도체

16 : 액정18 : 도체가 있는 유리 기판

19 : 전극20 : 전극

22 : RGB 화소 필터24 : 편광 필터

26 : TFT 어레이28 : LCD 층

40 : 적색41 : 청색

42 : 녹색50 : 스캐너

58 : LCD 층

도 3은 발명의 일실시예에 따른 LCD의 부분의 횡단면도이다. RGB 화소필터(22)가 제거된 것을 제외하고 도 1에 있는 것들과 동일할 수 있다. 도 1에 대하여 설명된 수동 도체 그리드(grid)는 잘 알려진 박막 트랜지스터(TFT) 어레이(26)로 대체될 수 있다. 액정 디스플레이에 대한 부가적인 정보는 Van Nostrand Reinhold에 의해 출판된 "액정 평판 디스플레이(Liquid Crystal Flat Panel Displays)"(William O'Mara, 1993), SEMI에 의해 출판된 "칼라 TFT 액정 디스플레이(Color TFT Liquid Crystal displays)"(T. Yamazaki)라는 표제의 책에서 찾을 수 있으며, 본 문서에 참조로 인용된다.

백라이트 부분은 적색 도광기(40), 청색 도광기(41) 및 녹색 도광기(42)로서 나타나는 3개의 투명한 도광기를 포함하며, 각각이 적색, 청색 및 녹색 LED(43, 44, 45)에 각기 광학적으로 결합된다.

이러한 도광기(40, 41, 42)는 바람직하게 높은 광학적 품질의 플라스틱이나 유리로 형성된다. 각 도광기 층의 두께는 LCD의 크기와 필요한 기계적 특성과 같은 다양한 인자에 의존한다. 도광기(40, 41, 42)의 두께는 광이 임의의 오버레이된 도광기 층들을 통하여 확산되는 것을 실질적으로 제한할 수 있을 정도로 얇을 수 있다. 각 칼라로부터 광의 비율이 원하는 백색 포인트를 이루도록, 편광 필터(14)의 백라이트 조도가 세팅되는 것이 바람직하다. 이것은 RGB 광의 비율이 고정된 형광성 램프에 비해 LED가 제공하는 중요한 특징이다. 편광 필터(14)에 입사하는 모든 3개의 칼라에 대한 원하는 조도 특성을 얻기 위해, LED 활성화 신호(energizing signals)는 조정될 수 있으며, 혹은 각 도광기(40, 41, 42)로부터 나오는 광의 원하는 세기를 획득하도록 각 도광기에 대한 결함 특성이 조정될 수 있다.

이러한 결함(46)의 상대적 위치는 도 3에 도시된다. 도시된 바와 같이, 결함(46)은 LCD의 가시 영역(viewing area)을 따라 각 칼라 화소의 위치에 부합하도록 각 칼라에 대해 지그재그형(stagger)으로 된다. 이러한 결함(46)은 다수의 형상 중 어떠한 것이라도 취할 수 있다. 일실시예에서, 결함(46)은 도광기(40, 41, 42)의 상부면이나 하부면내의 단순히 피트(pits)이거나 다른 변형(aberration)일 수 있다. 이러한 결함의 예는 미국 특허 번호 6,072,551; 5,876,107; 5,857,761; 및 4,573,766에서 설명되며, 이들 문서 모두 참조로 인용된다.

비록 도 3의 결함(46)이 도광기의 상부면에 형성된 것으로 도시되었어도, 결함은 도광기의 하부면에 형성될 수도 있다. 결함의 한 형태가 도 4에 도시되며, 이 결함은 도광기의 상부면에 대해 거의 수직으로 광이 휘어지기를 원하는 그러한 영역에서 도광기의 하부면에 형성된 경사진 홈(angled grooves)(48)으로 이루어진다. 청색 도광기(41)의 일부가 도 4에 도시되며, 홈(48)은 단지 청색 화소 영역에서 도광기의 하부면에 형성된다. LED(44)(도 3)로부터 청색 광은 제한된 각(+/- 20°)으로 도광기(41)의 측면에 들어가며, 광이 경사진 홈(groove) 표면에서 반사될 때까지 완전히 내부적으로 반사되며, 임계각(critical angle)보다 작은 각으로 도광기의 상부면상으로 입사한다. 렌즈(49)는 광을 청색 화소 영역으로 향하게 하기 위해 광을 조준하는 작용을 한다. 이러한 렌즈와 홈의 적절한 선택에 의해, 반사된 광의 방향성이 조정될 수 있다. 물론, 도광기로부터 광을 출력하기 위해 사용될 수 있는 많은 적절한 형태의 렌즈와 결함이 있다.

도 3에서, 도광기(40, 41, 42)의 순서는, 가장 효율적인 칼라 LED, 적색이하부 도광기(40)를 비추어 녹색과 청색 도광기에 의한 어떤 감쇠(attenuation)가 적색 LED를 통하는 전류를 조절함에 의해 가장 효과적으로 보상될 수 있도록 선택된다. 백색 광에 대한 녹색 성분은 청색과 적색 성분 보다 높아 가장 작은 감쇠를 겪는다. 백색 광을 만들기 위해, 광의 약 65%가 광원과 관계없이 녹색임을 필요로 한다. 도광기의 최적의 순서는 사용되는 특정 LED에 의존할 것이다. 이상적으로, LCD에 의해 출력된 R, G 및 B 세기는 백색 광이나 다른 그레이 스케일(중간의)의 광을 생성하기 위해 제어할 수 있다.

상대 효율(relative efficiencies)은 시간에 따라 바뀔 수 있으며, 따라서 밝기의 어떠한 변화도 보상하기 위해 (예를 들면, 광검출기(photodetector) 피드백을 사용하여) 활성화 신호(energizing signals)에 대한 동적 조절이 행해질 수 있다.

도 5는 도광기(40, 41, 42)의 각각의 표면상 결함이나 그 내부의 결함(46)의 패턴을 예시하는 도광기의 일부의 평면도이다. 특정 유형의 LCD에서 화소 레이아웃은 수직 열로 배열된 적색 화소와, 적색 화소에 인접한 열로 배열된 녹색 화소와, 녹색 열에 인접한 열로 배열된 청색 화소를 갖는다. 도광기의 밖으로 광을 반사하기 위한 결함(46)은 다른 칼라가 중첩되지 않도록 지그재그로 된다. 이러한 광 방출 영역은, 디스플레이되는 화소에 대응하는 적색, 녹색 및 청색 광의 열의 부분을 드러내기 위해, 광 밸브(light valve)로서 작동하는 액정 층(16)(도 3)에 의해 선택적으로 "셔터(shutter)"될 것이다.

모니터와 같은 종류의 것들에서 표준의 화소 배열은 1280 ×1024 화소의HDTV 표준이나 더욱 낮은 해상도의 640 ×480과 320 ×240을 포함한다. 화소의 피치(pitch)는 물론 LCD의 원하는 크기와 화소의 수에 의해 결정된다. 셀 폰과 같은 간단한 디스플레이에서, 보다 적은 화소가 용인될 수 있다.

도 3에 도시된 기술을 사용하여, 도 1의 RGB 화소 필터(22)에 의해 초래된 66%의 손실이 제거되며, 도 2와 비교해서, 항상 온(on)인 적색, 녹색 및 청색 LED에서 높은 스위칭 속도, 깜박임, 동기화의 결점을 피할 수 있다.

도 3에서, 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려진 종래의 스캐너(50)는 종래의 회로로부터 적색, 녹색 및 청색 데이터를 수신하며, 알려진 행과 열 어드레싱 회로를 사용하여 TFT 어레이(26)내의 트랜지스터를 선택적으로 활성화시킨다. 도 3의 기술을 사용하면, (도 2와 대조적으로) 어레이의 첫번째 스캔이 단지 적색 화소에 대한 것일 필요가 없으며, 그 대신에 적색, 녹색 및 청색 백라이팅이 항상 온(on)이므로, 적색, 녹색 및 청색 화소는 꾸불꾸불한 형태(serpentine fashion)로 순차적으로 "셔터(shuttered)"될 수 있다. 더욱이, TFT 어레이(26)(혹은 수동 도체 그리드)의 어떠한 유형의 제어도 한번에 하나 이상의 화소를 활성화시키는 것을 포함하여 사용될 수 있다.

도 6은, 도광기가 서로 평행인 평면으로 배열된 광섬유 케이블(56)인 본 발명의 다른 실시예에 따른 LCD의 부분의 단면도이다. 오버레이된 LCD 층(58)은 도 3에서 도시된 같은 층이거나 LCD에서 사용된 어떤 다른 층일 수도 있다.

도 7은 지지 구조(60)에서 광섬유 케이블(56)의 배열과 적색, 녹색 및 청색 LED(62, 63, 64)로 그들의 결합을 설명하는 위에서 아래로 본 도면이다. 사용된 광섬유 케이블에 의존하여, 광섬유 케이블이 인접한 광섬유 케이블로 누출을 제거하기 위해, 실제로 서로 접촉하지 않는 것이 바람직할 수도 있다.

한 다발의 광섬유 케이블을 LED로 결합하는 것은 잘 알려져 있다. 각 LED에 대한 확산기(66)가 더욱 균질의 광원을 야기하기 위해 필요하다면 사용될 수 있다. 시준기(collimator)(68)가 광섬유 케이블(56)에 대한 광의 결합을 개선하기 위해 필요하다면 사용될 수 있다.

광이 광섬유 케이블의 단부(end)로부터 나와 소모되는 것을 막기 위해, 그 단부가 소정의 각도(angle)로 절단될 수 있고, 반사 코팅이 그 단부에 증착될 수 있거나, 광섬유 케이블의 양 단부가 LED에 의해 종단될 수 있다. 결함은 광을 누출시키기 위해 광섬유 케이블(56)의 상부면이나 하부면에 형성되거나, 광을 누출시키기 위해 높은 인덱스 물질(a high index material)이 케이블(56)에 증착될 수 있다.

LCD의 크기와 화소의 수는 사용되는 광섬유 케이블의 폭을 결정할 것이다.

어떤 실시예에서, 광섬유 케이블을 나와 인접한 열로 누출되는 광을 최소화하기 위해 필터나 마스크가 사용될 수 있다.

LCD에 원하는 밝기를 제공하기 위해 임의의 수의 LED가 사용될 수 있다. 도광기의 표면에 광원을 접합시키기 위해 높은 인덱스 광학 에폭시(a high index optical epoxy)를 사용하는 것과 같이, 도광기에 대한 LED의 광 결합 효율(light coupling efficiency)을 개선하기 위한 어떠한 잘 알려진 기술이 사용될 수도 있다. 광원과 LCD를 설명하는 다수의 발행된 특허가 광 추출 효율(light extractionefficiency)을 개선하기 위한 기술을 제공하며, 이러한 기술 중의 어느 것이라도 적절하다면 본 발명에서 사용될 수 있다. 이러한 특허는 미국 특허 번호 6,094,283; 6,079,838; 6,078,704; 6,073,034; 6,072,551; 6,060,727; 6,057,966; 5,975,711; 5,883,684; 5,857,761; 5,841,494; 5,580,932; 5,479,328; 5,404,277; 5,202,950; 5,050,946; 4,929,062; 및 4,573,766을 포함하며, 이들은 모두 본 명세서에 참조로 인용된다.

본 발명의 특정 실시예가 도시되고 설명되었으나, 당해 기술 분야에 숙련된 자들에게 변경과 변형이 보다 넓은 측면에서 본 발명을 벗어남이 없이 이루어 질 수 있다는 것이 명백할 것이며, 그러므로 첨부된 특허 청구의 범위가 본 발명의 진정한 정신과 범위 내에 있는 모든 변경과 변형을 포함한다.

본 발명에서는 높은 손실, 높은 스위칭 속도, 깜박임, 동기화의 문제점등의 결점들이 개선된 LCD를 제공한다.

Claims

칼라 액정 디스플레이(a color liquid crystal display)에 있어서,

액정 층(a liquid crystal layer)을 포함하는 다수의 층과,

적색 광을 결합하기 위한 적어도 하나의 제 1 도광기(one first light guide), 녹색 광을 결합하기 위한 적어도 하나의 제 2 도광기(one second light guide) 및 청색 광을 결합하기 위한 적어도 하나의 제 3 도광기(one third light guide)를 포함하는 백라이트를 포함하되,

상기 제 1 도광기, 상기 제 2 도광기, 상기 제 3 도광기가 상기 액정층의 표면을 비추기 위해 위치되는

칼라 액정 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 도광기에 광학적으로 결합되는 적색 LED, 상기 제 2 도광기에 광학적으로 결합되는 녹색 LED 및 상기 제 3 도광기에 광학적으로 결합되는 청색 LED를 더 포함하는

칼라 액정 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 도광기는 적색 광을 받는 다수의 도광기를 포함하며, 상기 제 2 도광기는 녹색 광을 받는 다수의 도광기를 포함하며, 상기 제 3 도광기는 청색 광을 받는 다수의 도광기를 포함하는

칼라 액정 디스플레이.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 도광기, 상기 제 2 도광기 및 상기 제 3 도광기가 인접하여 배열되고 서로 평행인 광섬유 케이블을 포함하는

칼라 액정 디스플레이.
제 4 항에 있어서,

상기 광섬유 케이블은 광이 상기 광섬유 케이블 밖으로 누출되게 하는 결함(deformities)을 갖는

칼라 액정 디스플레이.
제 5 항에 있어서,

상기 결함은 광이 단지 화소 위치에 상응하는 영역에서 상기 광섬유 케이블 밖으로 누출되도록 위치되는

칼라 액정 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 도광기, 상기 제 2 도광기 및 상기 제 3 도광기는 광이 상기 각 도광기의 밖으로 누출되게 하는 결함을 갖는

칼라 액정 디스플레이.
제 7 항에 있어서,

상기 결함은 광이 단지 화소 위치에 상응하는 영역에서 각각의 상기 도광기의 밖으로 누출되도록 위치되는

칼라 액정 디스플레이.
제 8 항에 있어서,

상기 결함은 화소의 열(columns of pixels)에 부합하기 위해 열(columns)로 배열되는

칼라 액정 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 각 도광기는 각각의 상기 도광기를 나가는 광을 시준(collimate)하기 위한 렌즈(lenses)를 포함하는

칼라 액정 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 도광기, 상기 제 2 도광기 및 상기 제 3 도광기의 각각은 투명한 시트(a transparent sheet)이며, 상기 제 1 도광기가 상기 제 2 도광기 위에 놓이며, 상기 제 3 도광기가 상기 제 2 도광기 위에 놓이는

칼라 액정 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 층은

제 1 편광 필터(a first polarizing filter)와,

활성화 어레이(an energizing array)와,

액정 층(a liquid crystal layer)과,

제 2 편광 필터(a second polarizing filter)를 포함하는

칼라 액정 디스플레이.
제 12 항에 있어서,

상기 전류 어레이는 박막 트랜지스터 어레이인

칼라 액정 디스플레이.
제 12 항에 있어서,

상기 다수의 층에 칼라 필터가 없는

칼라 액정 디스플레이.
칼라 액정 디스플레이에 의해 수행되는 방법에 있어서,

상기 디스플레이는 액정 층을 포함하는 다수의 층과 백라이트(a backlight)를 포함하며,

상기 백라이트는 적색 광을 결합하기 위한 적어도 하나의 제 1 도광기와, 녹색 광을 결합하기 위한 적어도 하나의 제 2 도광기와, 청색 광을 결합하기 위한 적어도 하나의 제 3 도광기를 포함하고, 상기 제 1 도광기, 상기 제 2 도광기 및 상기 제 3 도광기는 상기 액정층의 표면을 비추기 위해 위치되며,

상기 방법은

상기 제 1 도광기에 광학적으로 결합되는 적색 발광 다이오드(LED)를 활성화시키는 단계와,

상기 제 2 도광기에 광학적으로 결합되는 녹색 LED를 활성화시키는 단계와,

상기 제 3 도광기에 광학적으로 결합되는 청색 LED를 활성화시키는 단계와,

적색, 녹색 및 청색 광의 조합을 포함하는 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 액정층을 선택적으로 제어하는 단계를 포함하는

칼라 액정 디스플레이에 의해 수행되는 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 도광기, 상기 제 2 도광기 및 상기 제 3 도광기는 인접하여 배열되고 서로 평행인 광섬유 케이블을 포함하는

칼라 액정 디스플레이에 의해 수행되는 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 도광기, 상기 제 2 도광기 및 상기 제 3 도광기는 광이 상기 각 도광기의 밖으로 누출되게 하는 결함을 가지며,

상기 각 LED를 활성화시키는 상기 단계는 광이 상기 결함에서 반사되게 하고, 단지 화소 위치에 상응하는 영역에서만 상기 각 도광기로부터 나가게 하는

칼라 액정 디스플레이에 의해 수행되는 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 결함은 화소의 열에 부합하는 열로 배열되는

칼라 액정 디스플레이에 의해 수행되는 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 도광기, 상기 제 2 도광기 및 상기 제 3 도광기의 각각은 투명한 시트이고, 상기 제 1 도광기가 상기 제 2 도광기 위에 놓이며, 상기 제 3 도광기가 상기 제 2 도광기 위에 놓이는

칼라 액정 디스플레이에 의해 수행되는 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 다수의 층이 제 1 편광 필터, 박막 트랜지스터 어레이, 상기 액정 층 및 제 2 편광 필터를 포함하되,

상기 액정 층을 선택적으로 제어하는 상기 단계는 상기 박막 트랜지스터 어레이에서 트랜지스터를 선택적으로 활성화하는 단계를 포함하는

칼라 액정 디스플레이에 의해 수행되는 방법.