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KR100750168B1 - 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR100750168B1
KR100750168B1 KR1020060020955A KR20060020955A KR100750168B1 KR 100750168 B1 KR100750168 B1 KR 100750168B1 KR 1020060020955 A KR1020060020955 A KR 1020060020955A KR 20060020955 A KR20060020955 A KR 20060020955A KR 100750168 B1 KR100750168 B1 KR 100750168B1
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red
crystal display
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정일용
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삼성전자주식회사
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Abstract

대형 화면을 갖는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치는, 측면을 통해 내부로 입사한 광을 상면으로 균일하게 출사시키는 도광판; 상기 도광판의 양쪽 측면에 각각 배치되어 있는 제 1 및 제 2 광원; 상기 도광판의 상면에 배치된 것으로, 입사광을 적녹청색의 광으로 분리하여 각각 다른 출사각으로 출사시키는 색분리 시트; 다수의 화소로 분할된 액정층을 구비하는 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 하면에 배치된 것으로, 상기 색분리 시트에 의해 분리된 적녹청색의 광을 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 각각 포커싱하는 광학소자가 다수 배열된 광학소자 시트;를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 광원은 서로 번갈아 가면서 점등하는 것을 특징으로 한다.

Description

컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치{Color-filterless LCD}
도 1은 종래의 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2a는 회절격자의 입사각에 대한 파장별 출사각을 예시적으로 도시한다.
도 2b는 회절격자에서 입사각이 70°인 경우, 녹색광(G), 적색광(R) 및 청색광(G)의 각각의 출사각을 예시적으로 도시한다.
도 3은 백색광이 양쪽 방향에서 회절격자에 입사하는 경우 녹색광(G), 적색광(R) 및 청색광(G)의 각각의 출사각을 예시적으로 도시한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치의 구조와 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치에서 액정 디스플레이 유닛의 각 화소와 백라이트 유닛을 동기화 하여 순차적으로 구동하는 방식을 예시적으로 도시한다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
10......액정 디스플레이 유닛 11........실린더 렌즈
12,15...투명 기판 13........액정층
14......회절 광학 소자 20........백라이트 유닛
21......도광판 22a,22b...광원
23......색분리 시트
본 발명은 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대형 화면을 갖는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 디스플레이 장치(LCD)는 백색광을 균일하게 방출하는 백라이트 유닛과 액정 디스플레이 유닛로 구성된다. 액정 디스플레이 유닛은 백라이트 유닛에서 제공되는 백색광을 단순히 통과 또는 차단시키는 기능만을 하기 때문에, 액정 디스플레이 장치에서 컬러를 구현하기 위해서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광만을 각각 투과시키는 컬러 필터가 필요하다. 그런데, 각각의 컬러 필터는 액정 디스플레이 유닛을 통과한 적색, 녹색 또는 청색 영역의 광 중에서 어느 한 영역의 광만을 통과시키기 때문에 투과율이 30% 정도에 불과하다. 다른 광학 부품들의 광손실까지 고려하면, 백라이트 유닛에서 방출된 광의 실질적으로 10%만이 시청자에게 전달된다. 이러한 액정 디스플레이 장치의 광손실 중 컬러 필터에 의한 광손실은 가장 큰 비중을 차지한다. 또한, 컬러 필터의 성능에 따라 액정 디스플레이 장치의 색재현성이 현저하게 차이가 난다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 컬러 필터를 사용하지 않고 컬러를 구현할 수 있는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치가 개발되었다. 도 1은 종래의 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치를 예시적으로 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치는, 파장에 따라 서로 다른 출사각으로 광을 출사시키는 백라이트 유닛(20)과, 특정 파장의 광을 특정 화소에만 포커싱하는 광학소자를 구비한 액정 디스플레이 유닛(10)을 구비하고 있다.
또한, 상기 백라이트 유닛(20)은, 일측면에 다수의 광원(22)이 배열되어 있는 도광판(light guide plate; LGP)(21)과 상기 도광판(21)의 상면에 배치되어 파장에 따라 서로 다른 출사각으로 광을 출사시키는 색분리 시트(23)를 포함한다. 색분리 시트(23)는, 예컨대, 사인파 형태, 프리즘 형태 또는 사각형 형태의 회절격자가 주기적으로 배열된 회절격자 시트일 수 있다. 도광판(21)은 광을 균일하게 방출시키기 위하여 광원(22)에서 멀어질수록 두께가 얇아지는 구성을 하고 있다.
한편, 액정 디스플레이 유닛(10)은 입사각에 따라 서로 다른 위치에 광을 수렴시키는 실린더 렌즈(11), 투명 기판(12), 다수의 화소로 분할된 액정층을 갖는 액정 패널(13), 수직 방향으로 광을 출사시키기 위한 회절광학소자(14) 및 투명 기판(15)을 포함하고 있다.
이러한 구조에서, 도광판(21)의 측면으로 입사한 광은 도광판(21) 내부에서 전반사되면서 도광판(21) 상면에 비스듬하게 입사한다. 도광판(21)의 상면에 비스듬하게 입사한 광의 일부는 다시 전반사되며, 나머지 일부는 색분리 시트(23)에 의해 파장별로 서로 다른 출사각으로 도광판(21)의 상면으로부터 출사된다. 예컨대, 녹색광(G)은 0°의 출사각으로 출사되며, 청색광(B)은 약 -10°의 각도로 출사되고, 적색광(R)은 약 +10°의 각도로 출사된다. 그런 후, 각각의 광은 실린더 렌즈 (11)에 입사한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 실린더 렌즈(11)는 액정 패널(13)의 세 개의 화소와 대응하도록 배치되어 있다. 상기 실린더 렌즈(11)에 입사한 광은 입사각에 따라 수렴되는 위치가 달라지기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같이, 녹색광은 세 개의 화소 중 중앙의 화소에 수렴되며, 청색광은 도면에서 좌측의 화소에, 적색광은 도면에서 우측의 화소에 수렴된다. 이렇게 각각의 파장의 광이 액정 패널(13)의 서로 다른 화소에 분리되어 입사하기 때문에, 컬러필터 없이도 컬러를 구현하는 것이 가능하다.
이와 같이, 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치는 컬러필터를 사용하지 않기 때문에, 컬러필터로 인한 광손실이 없다. 따라서, 보다 높은 휘도의 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이 가능하다. 그러나, 상기와 같은 종래의 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치는, 에지형 백라이트 유닛만을 사용할 수밖에 없다는 문제가 있다.
그 이유는, 색분리 시트(23)에 의해 충분한 색분리가 일어나려면 색분리 시트(23)에 입사하는 광의 입사각이 커야 하기 때문이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 색분리 시트(23)에 입사되는 광의 입사각(α)이 작아지면, 각 색의 출사각(βB, βG, βR)이 모두 큰 값을 갖게 되어 색분리가 일어나더라도, 원하는 화소의 위치에 각각의 색을 정확하게 수렴시키기가 곤란하다. 원하는 화소의 위치에 각각의 색을 정확하게 수렴시키기 위해서는, 녹색광은 약 0°의 출사각을 갖는 것이 가장 유리하며, 적색광과 청색광은 대략 서로 대칭이 되는 출사각을 갖는 것이 유리하다. 예 컨대, 입사각이 대략 70°이면 녹색광의 출사각이 약 0°, 청색광의 출사각이 약 -10°, 적색광의 출사각이 약 +10°이라서 상술한 조건을 만족시킬 수 있다. 그러나, 직하형 백라이트 유닛에서는 색분리 시트(23)로의 광의 입사각이 작아서 충분한 색분리를 얻을 수 없다.
그런데, 에지형 백라이트 유닛은 소형의 액정 디스플레이에만 적용할 수 있다는 한계가 있다. 그 이유는, 도광판이 커질수록 광원이 배치되지 않은 반대쪽이 상대적으로 더 어두워져서 휘도 균일도가 저하되기 때문이다. 또한, 도광판이 커질수록 전체적인 휘도 역시 저하된다. 따라서, 적절한 휘도 및 휘도의 균일도가 보장될 수 있는 17 인치 이하의 액정 디스플레이에만 에지형 백라이트 유닛이 적용되고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 소형의 액정 디스플레이 뿐만 아니라 대형의 액정 디스플레이에도 적용할 수 있는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치는, 측면을 통해 내부로 입사한 광을 상면으로 균일하게 출사시키는 도광판; 상기 도광판의 양쪽 측면에 각각 배치되어 있는 제 1 및 제 2 광원; 상기 도광판의 상면에 배치된 것으로, 입사광을 적녹청색의 광으로 분리하여 각각 다른 출사각으로 출사시키는 색분리 시 트; 다수의 화소로 분할된 액정층을 구비하는 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 하면에 배치된 것으로, 상기 색분리 시트에 의해 분리된 적녹청색의 광을 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 각각 포커싱하는 광학소자가 다수 배열된 광학소자 시트;를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 광원은 서로 번갈아 가면서 점등하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 광원의 점등 시간에 동기하여, 상기 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 입력되는 색 데이터가 적녹청 또는 청녹적의 순서로 변하는 것을 특징으로 한다.
예컨대, 상기 액정 패널이 한 프레임의 영상을 디스플레이하는 동안 상기 제 1 및 제 2 광원이 한번씩 점등할 수 있다.
예컨대, 상기 도광판은 평판형인 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 색분리 시트는 상기 액정 패널을 향해 다수의 회절격자가 주기적으로 배열된 회절격자 시트일 수 있다.
상기 색분리 시트에 의해 분리된 적녹청색의 광 중에서, 녹색광은 0°의 출사각을 가지며, 적색광과 청색광은 녹색광을 중심으로 실질적으로 서로 대칭이 되는 출사각을 갖는 것을 특징으로 한다.
예컨대, 제 1 광원이 ON이고 제 2 광원이 OFF인 경우 청색광은 (-)의 출사각을 갖고 적색광은 (+)의 출사각을 가질 수 있으며, 제 1 광원이 OFF이고 제 2 광원이 ON인 경우 청색광은 (+)의 출사각을 갖고 적색광은 (-)의 출사각을 가질 수 있다.
또한, 제 1 광원이 ON이고 제 2 광원이 OFF인 경우 상기 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 입력되는 색 데이터는 청녹적의 순서일 수 있으며, 제 1 광원이 OFF이고 제 2 광원이 ON인 경우 상기 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 입력되는 색 데이터는 적녹청의 순서일 수 있다.
예컨대, 상기 제 1 및 제 2 광원은 적녹청색의 광을 각각 방출하는 다수의 LED 광원으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 다수의 광학소자는 나란하게 배열된 다수의 실린더 렌즈소자일 수 있다.
이 경우, 하나의 실린더 렌즈소자는 상기 액정 패널의 세 개의 화소와 대응하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치는, 상기 액정 패널의 상면에 배치된 것으로, 상기 액정 패널을 통과하는 광이 수직하게 출사되도록 하는 회절광학소자를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회절광학소자를 보호하고 디스플레이 장치의 전면이 편평하게 되도록 하기 위한 글래스 기판이 상기 회절광학소자 위에 더 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면 상기 액정 패널의 크기는 19 인치 내지 32 인치일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치의 구조 및 동작에 대해 상세하게 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치의 구 조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치는, 파장에 따라 서로 다른 출사각으로 광을 출사시키는 백라이트 유닛(20)과, 특정 파장의 광을 특정 화소에만 포커싱하는 광학소자를 구비한 액정 디스플레이 유닛(10)을 구비하고 있다.
상기 백라이트 유닛(20)은, 양쪽 측면에 제 1 및 제 2 광원(22a,22b)이 각각 배열되어 있는 도광판(21)과 상기 도광판(21)의 상면에 배치되어 파장에 따라 서로 다른 출사각으로 광을 출사시키는 색분리 시트(23)를 구비한다. 색분리 시트(23)는 비스듬하게 입사하는 광을 적녹청색(RGB)의 광으로 분리하여 각각 다른 출사각으로 출사시키는 역할을 한다. 이러한 색분리 시트(23)는, 예컨대, 사인파 형태, 프리즘 형태 또는 사각형 형태의 회절격자가 주기적으로 배열된 회절격자 시트일 수 있다. 도광판(21)은 양쪽 측면을 통해 내부로 입사한 광을 상면으로 균일하게 출사시키기 위한 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 도광판(21)은 실질적으로 상하면이 나란한 평판형인 것이 바람직하다. 또한, 상기 각각의 제 1 및 제 2 광원(22a,22b)은 적녹청색의 광을 각각 방출하는 다수의 LED 광원으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 제 1 및 제 2 광원(22a,22b)으로서 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL)을 사용하는 것도 가능하다.
한편, 액정 디스플레이 유닛(10)은, 다수의 화소로 분할된 액정층을 구비하는 액정 패널(13), 상기 액정 패널(13)의 하면에 배치된 투명기판(12), 상기 투명기판(12)의 하면에 배치되는 광학소자 시트(11), 상기 액정 패널(13)의 상면에 배 치되어 상기 액정 패널(13)을 통과하는 광이 수직하게 출사되도록 하는 회절광학소자(DOE)(14), 및 상기 회절광학소자(14) 위에 배치된 글래스 기판(15)을 포함하고 있다. 글래스 기판(15)은 상기 회절광학소자(14)를 보호하고, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 전면이 편평하게 되도록 하는 역할을 한다. 여기서, 상기 액정 패널(13), 투명기판(12), 광학소자 시트(11), 회절광학소자(14) 및 글래스 기판(15)은 하나의 액정 디스플레이 유닛(10)을 형성한다.
상기 액정 패널(13)의 하면에 배치된 투명기판(12)과 상기 투명기판(12)의 하면에 배치된 광학소자 시트(11)는 하나의 투명한 재료로 일체로 형성될 수도 있다. 상기 광학소자 시트(11)는 다수의 미세한 광학소자들이 2차원으로 배열되어 있는 형태이다. 각각의 광학소자는 상기 색분리 시트(23)에 의해 분리된 적녹청색(RGB)의 광을 상기 액정 패널(13) 내에 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 각각 포커싱하는 역할을 한다. 예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 광학소자는 나란하게 배열된 다수의 실린더 렌즈소자일 수 있다. 이 경우, 하나의 실린더 렌즈소자는 상기 액정 패널(13)의 세 개의 화소와 대응하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치의 동작에 대해 설명한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치에서는 도광판(21)의 양측에 광원(22a,22b)이 배치되어 있다. 이러한 구성에서, 양측의 광원(22a,22b)이 모두 ON 되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 녹색광(G)은 다른 색과 섞이지 않지만, 청색광(B)과 적색광(R)은 다른 방향에서 온 다른 색의 광과 섞이게 되는 문제가 있다. 즉, 도면에서 볼 때, 오른쪽으로 진행하여 색분리 시트(23)에 입사한 백색광은 왼쪽에서부터 적녹청의 순서로 색이 분리된다. 반면, 왼쪽으로 진행하여 색분리 시트(23)에 입사한 백색광은 왼쪽에서부터 청녹적의 순서로 색이 분리된다. 따라서, 적색과 청색이 혼합되어 정확한 색분리를 얻을 수 없다.
이러한 문제를 회피하기 위해, 본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치의 경우, 두 광원(22a,22b)이 서로 번갈아 가면서 점등된다. 이때, 깜박임이 발생하지 않도록, 프레임 속도의 2배, 즉 약 120Hz의 속도로 상기 두 광원(22a,22b)이 서로 번갈아 가면서 점등되는 것이 적당하다. 또한, 충분한 휘도를 얻을 수 있도록, 각각의 광원에 인가되는 전류의 크기를 종래 보다 약 2배 크게하는 것이 바람직하다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 광원(22a)이 OFF이고, 제 2 광원(22b)이 ON인 경우, 제 2 광원(22b)에서 발생한 광은 도광판(21)을 통해 왼쪽으로 진행하여 색분리 시트(23)에 입사한다. 그러면, 색분리 시트(23)로부터 출사되는 광은 왼쪽에서부터 청녹적의 순서로 색이 분리된다. 상기 색분리 시트(23)로부터 출사되는 청녹적색의 광들의 출사각은 색분리 시트(23)에 입사하는 백색광의 입사각에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 약 70°의 입사각으로 백색광이 입사하는 경우, 녹색광(G)은 0°의 출사각으로 출사되며, 청색광(B)은 약 -10°의 각도로 출사되고, 적색광(R)은 약 +10°의 각도로 출사된다.
그런 후, 색분리된 각각의 광은 투명기판(12)의 하면에 형성된 다수의 실린더 렌즈를 포함하는 광학소자 시트(11)에 입사한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광학소자 시트(11) 내의 각각의 실린더 렌즈는 액정 패널(13)의 세 개의 화소와 대응하도록 배치되어 있다. 상기 실린더 렌즈에 입사한 광은 입사 위치 및 입사각에 따라 수렴되는 위치가 달라지기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같이, 녹색광은 세 개의 화소 중 중앙의 화소에 수렴되며, 청색광은 도면에서 좌측의 화소에, 적색광은 도면에서 우측의 화소에 수렴된다. 이렇게 각각 다른 색을 갖는 광이 액정 패널(13)의 서로 다른 화소에 분리되어 입사하기 때문에, 컬러필터 없이도 컬러를 구현하는 것이 가능하다. 마지막으로, 상기 액정 패널(13)을 통과한 광은, 예컨대, 회절광학소자(14)에 의해 수직한 방향으로 출사된 후, 투명 기판(15)을 지나 시청자에게 인식된다.
반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 광원(22a)이 ON이고, 제 2 광원(22b)이 OFF인 경우, 제 1 광원(22a)에서 발생한 광은 도광판(21)을 통해 오른쪽으로 진행하여 색분리 시트(23)에 입사한다. 그러면, 색분리 시트(23)로부터 출사되는 광은 왼쪽에서부터 적녹청의 순서로 색이 분리된다. 예컨대, 입사각이 약 70°인 경우, 녹색광(G)은 0°의 출사각으로 출사되며, 적색광(R)은 약 -10°의 각도로 출사되고, 청색광(B)은 약 +10°의 각도로 출사된다.
그런 후, 색분리된 각각의 광은 투명기판(12)의 하면에 형성된 다수의 실린더 렌즈를 포함하는 광학소자 시트(11)에 입사한다. 그런 후, 앞서 설명한 과정과 동일하게, 각각의 색분리된 광은 실린더 렌즈를 통해, 액정 패널(13) 내의 연속하 여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 각각 입사한다. 이때, 도 4의 경우와는 반대로, 도 5에 도시된 바와 같이, 녹색광은 세 개의 화소 중 중앙의 화소에 수렴되며, 청색광은 도면에서 우측의 화소에, 적색광은 도면에서 좌측의 화소에 수렴된다.
그 결과, 도 4 및 도 5를 통해 알 수 있듯이, 제 1 광원(22a)이 ON 되었을 때 적색광과 청색광이 입사되는 액정 패널(13) 내의 화소의 위치와, 제 2 광원(22b)이 ON 되었을 때 적색광과 청색광이 입사되는 액정 패널(13) 내의 화소의 위치가 서로 바뀌게 된다. 이에 따라, 제 1 광원(22a)이 ON 되었을 때에는 상기 액정 패널(13)에 제공되는 영상 중에서 청색에 관한 데이터가 입력되던 화소에, 제 2 광원(22b)이 ON 되었을 때에는 적색에 관한 데이터가 입력되어야 한다. 마찬가지로, 제 1 광원(22a)이 ON 되었을 때에는 액정 패널(13)에 제공되는 영상 중에서 적색에 관한 데이터가 입력되던 화소에, 제 2 광원(22b)이 ON 되었을 때에는 청색에 관한 데이터가 입력되어야 한다.
따라서, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 광원(22a,22b)의 점등 시간에 동기하여, 액정 패널(13) 내에 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 입력되는 색 데이터가 적녹청 또는 청녹적의 순서로 변하도록, 상기 액정 패널(13)을 구동시키는 것이 바람직하다. 그러면, 액정 패널(13)에서 디스플레이되는 영상은 제 1 및 제 2 광원(22a,22b) 중에서 어느 광원이 ON/OFF 되는지에 관계 없이 정확한 색채를 갖게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치의 경우, 도광판의 양쪽 측면에 광원을 배치함으로써 액정 디스플레이 장치의 휘도를 증가시킬 수 있다. 특히, 양쪽 측면의 광원이 매우 빠른 속도로 번갈아 ON/OFF 되기 때문에, 도광판이 커지더라도 휘도 균일도의 저하를 거의 인식할 수 없다. 따라서, 한쪽에만 광원이 배치된 에지형 백라이트 유닛을 사용하는 종래의 액정 디스플레이 장치의 경우, 액정 패널의 크기가 최대 17 인치에 불과하였으나, 본 발명에 따르면 약 19 내지 32 인치의 액정 패널을 사용할 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치는 종래에 비하여 대형의 액정 디스플레이 유닛에도 적용이 가능하다.

Claims (14)

  1. 측면을 통해 내부로 입사한 광을 상면으로 균일하게 출사시키는 도광판;
    상기 도광판의 양쪽 측면에 각각 배치되어 있는 제 1 및 제 2 광원;
    상기 도광판의 상면에 배치된 것으로, 입사광을 적녹청색의 광으로 분리하여 각각 다른 출사각으로 출사시키는 색분리 시트;
    다수의 화소로 분할된 액정층을 구비하는 액정 패널; 및
    상기 액정 패널의 하면에 배치된 것으로, 상기 색분리 시트에 의해 분리된 적녹청색의 광을 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 각각 포커싱하는 광학소자가 다수 배열된 광학소자 시트;를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 광원은 서로 번갈아 가면서 점등하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광원의 점등 시간에 동기하여, 상기 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 입력되는 색 데이터가 적녹청 또는 청녹적의 순서로 변하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액정 패널이 한 프레임의 영상을 디스플레이하는 동안 상기 제 1 및 제 2 광원이 한번씩 점등하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도광판은 평판형인 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 색분리 시트는 상기 액정 패널을 향해 다수의 회절격자가 주기적으로 배열된 회절격자 시트인 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 색분리 시트에 의해 분리된 적녹청색의 광 중에서, 녹색광은 0°의 출사각을 가지며, 적색광과 청색광은 녹색광을 중심으로 실질적으로 서로 대칭이 되는 출사각을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 1 광원이 ON이고 제 2 광원이 OFF인 경우 청색광은 (-)의 출사각을 갖고 적색광은 (+)의 출사각을 가지며, 제 1 광원이 OFF이고 제 2 광원이 ON인 경우 청 색광은 (+)의 출사각을 갖고 적색광은 (-)의 출사각을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 1 광원이 ON이고 제 2 광원이 OFF인 경우 상기 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 입력되는 색 데이터는 청녹적의 순서이며, 제 1 광원이 OFF이고 제 2 광원이 ON인 경우 상기 연속하여 배열되어 있는 세 개의 서로 다른 화소에 입력되는 색 데이터는 적녹청의 순서인 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광원은 적녹청색의 광을 각각 방출하는 다수의 LED 광원으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 광학소자는 나란하게 배열된 다수의 실린더 렌즈소자인 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    하나의 실린더 렌즈소자는 상기 액정 패널의 세 개의 화소와 대응하도록 배 치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액정 패널의 상면에 배치된 것으로, 상기 액정 패널을 통과하는 광이 수직하게 출사되도록 하는 회절광학소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회절광학소자를 보호하고 디스플레이 장치의 전면이 편평하게 되도록 하기 위한 글래스 기판이 상기 회절광학소자 위에 더 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액정 패널의 크기는 19 인치 내지 32 인치인 것을 특징으로 하는 컬러필터 불요형 액정 디스플레이 장치.
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