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KR20070084273A - 시-다중화된 ｌｅｄ 광원을 구비한 디스플레이 디바이스 - Google Patents

시-다중화된 ｌｅｄ 광원을 구비한 디스플레이 디바이스 Download PDF

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KR20070084273A
KR20070084273A KR1020077011113A KR20077011113A KR20070084273A KR 20070084273 A KR20070084273 A KR 20070084273A KR 1020077011113 A KR1020077011113 A KR 1020077011113A KR 20077011113 A KR20077011113 A KR 20077011113A KR 20070084273 A KR20070084273 A KR 20070084273A
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KR
South Korea
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light
led
polarization
turned
display device
Prior art date
Application number
KR1020077011113A
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English (en)
Inventor
마셀리너스 피. 씨. 엠. 크린
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

디스플레이 디바이스(100)는, 순차적으로 동작하는 적어도 두 개의 발광 다이오드(LED) 디바이스(210,220), 및 LED 디바이스(210,220)로부터 빛을 출력하는 광 조합기(230,630,830)를 포함하는 시-다중화된 광원(110,200)으로서, 여기서 빛은 제 1 LED 디바이스(210)가 턴온 되었을 때 제 1 편광을 가지고 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 되었을 때 제 2 편광을 가지는 광원(110,200)과, 광 조합기(230,630,830)로부터 빛을 수신하는 광 변조기(122)를 가진다. 광 변조기(122)는 제 1 LED 디바이스(210)가 턴온 되었을 때 화이트로 유도되며, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 되었을 때 블랙으로 유도된다.

Description

시-다중화된 ＬＥＤ 광원을 구비한 디스플레이 디바이스{DISPLAY DEVICE WITH TIME-MULTIPLEXED LED LIGHT SOURCE}
본 발명은 디스플레이 디바이스 영역에 관한 것이며, 보다 특별하게는 액정 디스플레이 디바이스의 광원에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 통상적으로 액정 디스플레이(LCD) 디바이스와 같은 일부 디스플레이 디바이스에 대한 광원으로서 사용된다. LED는 작은 사이즈, 높은 신뢰성 및 긴 수명으로 인해 바람직한 광원이다.
반면 최대 밝기 레벨은 디스플레이 디바이스, 특히 프로젝션 디스플레이 디바이스에 대한 중요한 특성이다. 프로젝션 디스플레이 디바이스는 종종 비교적 높은 주변 광 레벨을 가진 공간에서 매우 큰 이미지를 디스플레이하며, 그러한 경우 프로젝션 디스플레이의 밝기 레벨은 결정적인 특성이다. 물론, 프로젝션 디스플레이 디바이스의 최대 달성 가능한 밝기는 사용되는 광원의 밝기에 의해 좌우된다.
따라서, LED의 밝기 레벨을 프로젝션 디스플레이 디바이스에 사용하기에 적정한 레벨로 끌어올리기 위한 많은 연구 개발 노력이 진행중이다.
그러나 LED가 동작 동안 가열될 때 LED의 광 출력이 떨어진다는 사실이 발견되었다. US 2003/0218723 A1에서, 이것은 이동가능한 섹션 상에 LED를 배치함으로 써 각 LED에 대한 비-방출 시간을 도입함으로써 해결되며, 여기서 LED는 이동 가능한 섹션에 대해 조명 위치에 있을 때 더 짧은 시간 동안 조명 상태에 있고, 이동가능한 섹션에 대해 비-조명 위치에 있을 때 비-조명 상태에 있다. 따라서, LED는 조명이 현저하게 떨어지는 정도로 가열되지 않는다. 그러나, US 20031021 8723 A1에 공개된 해법이 가진 문제점은 이동 가능한 부분이 복수의 기계적인 제약을 포함한다는 것이다. 더욱이, 기계적으로 복잡한 이동 구조의 생산 또한 문제이다.
따라서, 시-다중화 LED 광원을 가진 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이 바람직하다. 대안적으로 발광하는 적어도 두 개의 LED 디바이스를 사용하는 디스플레이 디바이스에 대한 광원을 제공하는 것이 또한 바람직하다. 각 LED 디바이스마다 복수의 단색 LED를 사용할 수 있는 그러한 디스플레이 및 광원을 제공하는 것 또한 바람직하다.`
본 발명의 일 측면에 있어서, 프로젝션 디스플레이 디바이스는, 대안적으로 발광하도록 적응된 제 1 및 제 2 발광 다이오드(LED) 디바이스 및 제 1 광 입사면에서 제 1 LED 디바이스로부터 광을 수신하고, 제 1 광 입사면에 실질적으로 수직인 제 2 광 입사면에서 제 2 LED 디바이스로부터 빛을 받고,제 1 LED 디바이스가 턴 온 되었을 때 제 1 편광을 가지는 제 1 LED 디바이스로부터 빛의 일부를 출력하고, 제 2 LED 디바이스가 턴 온 되었을 때 제 2 편광을 가지는 제 2 LED 디바이스로부터 빛의 일부를 출력하도록 적응된 편광 빔 분리기(polarizing beamsplitter)를 포함하는 광원과, 편광 빔 분리기로부터 광출력을 수신하고 수신된 빛의 편광을 변조하도록 적응된 복수의 픽셀을 가지는 액정 디스플레이 디바이스와, 제 1 LED가 턴 온 되었을 때 액정 디스플레이 디바이스의 픽셀에 데이터 신호를 제공하도록 적응되며, 또한 제 2 LED 디바이스가 턴 온 되었을 때 액정 디스플레이 디바이스의 픽셀에 반전된 데이터 정보를 제공하도록 추가로 적응되는 구동 회로를 포함한다.
본 발명의 또다른 측면에서, 디스플레이 디바이스는 순차적으로 동작하도록 적응된 적어도 두 개의 발광 다이오드(LED) 디바이스 및 복수의 LED 디바스로부터 빛을 출력하도록 적응된 광 조합기(light combiner)를 포함하는 광원으로서, 상기 빛은 제 1 LED 디바이스가 턴 온 되었을 때 제 1 편광을 가지며, 제 2 LED 디바이스가 턴 온 되었을 때 제 2 편광을 가지고, 광 조합기로부터의 광출력을 수신하고 제 1 LED 디바이스가 턴 온 되었을 때 화이트(white)로 유도되며, 제 2 LED 디바이스가 턴 온 되었을 때 블랙(black)으로 유도되도록 채택되는 광 변조기(light modulator)를 포함한다.
도 1은 시-다중 LED 광원을 가지는 프로젝션 디스플레이 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 도 1 의 프로젝션 시스템에서 사용될 수 있는 예시적인 시-다중 LED 광원을 도시하는 도면.
도 3은 도 2의 시-다중 LED 광원에서 사용될 수 있는 제 1 대안 LED 디바이스를 도시하는 도면.
도 4는 도 2의 시-다중 LED 광원에서 사용될 수 있는 제 2 대안 LED 디바이 스를 도시하는 도면.
도 5는 도 2의 시-다중 LED 광원에서 사용될 수 있는 제 3 대안 LED 디바이스를 도시하는 도면.
도 6은 편광 변환 시스템의 제 1 실시예를 도시하는 도면.
도 7은 편광 변환 시스템의 제 2 실시예를 도시하는 도면.
도 8은 도 1의 프로젝션 디스플레이 시스템에서 사용될 수 있는 편광 변환 시스템을 포함하는 예시적인 시-다중 LED 광원을 도시하는 도면.
도 1은 시-다중 LED 광원(110), 이미지 생성 수단(120), 프로젝션 광학기(130), 제어기(140), 및 디스플레이 스크린(150)을 포함하는 프로젝션 시스템(100)을 도시한다.
유리하게는, 시-다중 LED 광원(110)은 발광하기 위해 순차적으로 동작하도록 배열된 복수의 LED 디바이스를 포함한다. 시-다중 LED 광원(110) 내 LED는 각각 감소된 듀티 사이클(duty cycle)로 동작하도록 적응되고, 이에 의해 그 각각은 LED가 연속적으로 동작(100% 듀티 사이클)하는 경우보다, 훨씬 더 큰 밝기를 가진 빛을 방출한다.
도 2는 도 1의 시스템(100)에서 사용될 수 있는 시-다중 LED 광원(200)의 예시적인 실시예를 도시한다. 광원(200)은 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220) 및 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220)로부터 빛을 조합하고 출력하도록 적응된 편광 빔 분리기(PBS)(230)를 포함한다. 유리하게는, 도 2에 도시된 실시예에서 LED 디 바이스(210,220) 각각은 밝은 백색광을 방출한다. 도 2에 도시된 실시에에서 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220) 각각은 단일 백색 LED를 포함한다. 그러나, LED 디바이스(210,220)는 대신, 각각 복수의 백색 LED를 포함할 수 있으며, 주어진 LED 디바이스의 모든 LED는 서로 간에 동시에 턴 온 및 턴 오프된다.
도 1 로 다시 돌아가서, 유리하게는 이미지 생성 수단(120)은 광 변조기(122) 및 분석기(124)를 포함한다. 유리하게는 광 변조기(122)는 트위스티드 네마틱(twisted nematic) 액정 디스플레이(LCD) 디바이스와 같은, 액정 패널이다. 광 변조기(122)는 복수의 어드레싱 가능한 픽셀을 포함한다. 분석기(124)는 광 투과에 대한 편향 방향을 구비한 편광 필터이다.
제어기(140)는 광 변조기(122)의 픽셀을 구동하기 위해, 광 변조기(122)의 픽셀에 비디오 데이터를 어드레싱하고 제공하기 위한 픽셀 어드레스 및 데이터 구동 성분을 가지는 구동 회로(142)를 포함한다. 제어기(140)는 또한 시-다중 LED 광원(110)의 광 생성을 제어하는 회로를 또한 포함한다. 보다 특별하게, 제어기(140)는 적절한 시간에 시-다중 LED 광원(110)에서 LED를 턴온 및 턴오프하는 신호를 제공하여, 이들이 발광하기 위해 순차적으로 교대하여, 이에 의해 각 LED의 작동 듀티 사이클을 감소시키고, 대응적으로 각 LED에 의한 광출력의 밝기를 증가시킨다.
시-다중 LED 광원(200)의 동작이 먼저 설명될 것이다. 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220)는 발광하기 위해 교대로 동작하도록 배열된다. 즉, 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220)는 대략 50%인 듀티 사이클로 특정 주파수에서 온 상태 및 오프상태 사이에서 각각 스위칭된다. 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220)중 하나 가 온 될 때, 나머지는 오프되고, 그 역도 성립한다. 제 1 LED 디바이스(210)가 온될 때, 편광 빔 분리기(230)는 제 1 광 입사면(232)에서 제 1 LED 디바이스(210)로부터 빛을 수신하고, 제 1(예, "p") 편광을 가지는 제 1 LED 디바이스(210)로부터 빛의 일부를 광 출력면(236)을 통해 출력한다. 반면, 제 2 LED 디바이스(220)가 온되었을 때, 편광 빔 분리기(230)는 제 2 광 입사면(234)에서 제1 LED 디바이스(210)로부터 빛을 수신하고, 제 1(p) 편광에 수직인 제 2 (예, "s") 편광을 가지는 제 2 LED 디바이스(220)로부터 빛의 일부를 광 출력면(236)을 통해 출력한다. 따라서, 시-다중 LED 광원(200)은 상호 직교하는 제 1(p) 및 제 2(s) 편광 사이에서 교대로 바뀌는 편광된 빛을 출력한다.
더욱이, 특정 프레임율에서 비디오를 디스플레이하는 것이 요청되는 경우, 짝수 프레임 주기동안 LED 디바이스(210,220)중 하나를 턴온하는 것과 홀수 프레임주기동안 LED 디바이스(210,220)중 나머지 하나를 턴온하는 것이 가능하다.
이제 도 1의 디스플레이 시스템(100)의 동작이 도 2의 시-다중 LED 광원(200)의 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
광원(110)은 이미지 생성 수단(120)에 편광된 빛을 제공한다. 보다 특별하게는, 도 2에 대하여 위에서 논의된 바와 같이, 광원(110)은 제 1 LED 디바이스가 온 되었을 때 제 1(예, "p") 편광을 가지는 빛을 공급하고, 제 2 LED 디바이스가 온 되었을 때 제 2(예, "s") 편광을 가지는 빛을 공급한다.
동작시, 광 변조기(122)는 광원(100)으로부터 편광된 빛을 수신한다. 광 변조기(122)의 픽셀은 빛을 원하는 이미지로 변조하기 위해 광원(110)으로부터 수신 된 빛의 편광을 선택적으로 변경한다. 광 변조기(122)가 트위스티드 네마틱 LCD일 때, 이 때 어떠한 픽셀 또는 비디오 데이터 전압도 픽셀에 공급되지 않는 경우, 픽셀은 그 픽셀에서 수신된 편광을 90도만큼 회전하거나 변경한다. 반면, 비디오 또는 픽셀 데이터 전압이 트위스티드 네마틱 LCD 광변조기(122)의 픽셀에 인가되는 경우, 이때 그 픽셀에서 빛의 편광의 회전 또는 변경이 억제된다.
반면, 분석기(124)의 광 전송에 대한 편광 방향은 광원(110)으로부터 빛의 제 1 (p)편광 또는 직교하는 제 2(s) 편광과 동일하다. 예를 들어, 분석기(124)의 편광 방향이 제 1(p) 편광일 때, 분석기(124)는 제 1(p) 편광을 가진 빛을 프로젝션 광학기(130)로 통과시키는 반면, 광원(110)으로부터 빛의 직교하는 제 2(s) 편광을 가지는 빛을 차단한다.
다음 논의에서, 분석기(124)의 편광 방향은 제 2(s) 편광임이 가정된다.
위에서 주목된 바와 같이, 제 1 LED 디바이스(210)가 온 되었을 때의 시간 구간동안, 광원(110)으로부터 광 변조기(122)로의 광출력은 제 1(예, "p") 편광을 가진다. 이들 시간 구간동안, 만약 어떠한 비디오 또는 픽셀 데이터 전압도 픽셀에 인가되지 않는다면, 픽셀은 제 1(p) 편광을 가지는 수신된 빛의 편광을 90도만큼 회전하거나 변경시켜, 수신된 빛은 직교하는 제 2(s) 편광을 가지고 광변조기(122)를 빠져 나온다. 따라서, 인가된 어떠한 비디오 또는 픽셀 데이터 전압이 인가되지 않은 픽셀로부터의 빛은 프로젝션 광학기(130)에 제공될 제 2(s) 편광을 가지는 분석기(124)를 통과한다. 반면, 비디오 또는 픽셀 데이터 전압이 픽셀에 인가된다면, 제 1(p) 편광을 가지는 빛의 편광의 회전 또는 변경은 그 픽셀에서 제한된다. 그러 한 경우, 인가된 비디오 또는 픽셀 데이터 전압을 가지는 픽셀로부터의 빛은 제 2(s) 편광을 가지는 분석기(124)에 의해 블로킹되거나 차단되어, 픽셀은 디스플레이 상에 어둡거나(dark) 블랙(black)으로 나타날 것이다. 광 변조기(122)를 구동하는 이 모드는 "블랙으로 구동(driving to black)" 또는 "일반적인 화이트(normally white)" 모드로서 명명된다.
반면, 제 2 LED 디바이스(220)가 온 될 때 시간 구간동안, 광원(110)으로부터 광 변조기(122)로의 광출력은 제 2(예, "s") 편광을 가진다. 이들 시간 구간동안, 만약 픽셀에 어떠한 비디오 또는 픽셀 데이터 전압도 인가되지 않는다면, 픽셀은 제 2(s) 편광을 가진 수신된 빛의 편광을 90도 만큼 회전하거나 또는 변경하여 빛이 직교하는 제 1(p)편광을 가지고 광 변조기(122)를 빠져나온다. 따라서, 인가된 어떠한 비디오 또는 픽셀 데이터 전압도 가지지 않는 픽셀로부터의 제 2(s) 편광을 가지는 빛은 이 분석기(124)에 의해 프로젝션 광학기(130)에 전송되는 것이 블로킹되어, 픽셀은 디스플레이 상에 어둡게(dark) 또는 블랙(black)으로 나타난다. 반면, 만약 비디오 또는 픽셀 데이터 전압이 픽셀에 인가된다면, 제 2(s) 편광을 가지는 빛의 편광의 회전 또는 변경은 그 픽셀에서 억제된다. 따라서 인가된 비디오 또는 픽셀 데이터 전압을 가지는 픽셀로부터의 빛은 프로젝션 광학기(130)에 제공될 제 2(s) 편광을 가지는 분석기(124)를 통해 통과한다. 광 변조기(122)를 구동하는 이 모드는 "화이트로 구동" 또는 "일반적인 블랙" 모드로서 명명된다.
간략하게, 광 변조기(122)는 제 1 LED 디바이스(210)가 턴온될 때, 블랙으로 구동되도록 제어되며(일반적인 화이트 모드에서 동작하며), 제 2 LED 디바이 스(220)가 턴온될 때, 화이트로 구동되도록 제어된다(일반적인 블랙 모드에서 동작한다).
제어기(140)는 광원(110)의 광 생성 및 적절하게 동기될 이미지 생성 수단(120)의 이미지 생성을 제어한다. 보다 구체적으로, 제어기(140)가 제 1 LED 디바이스(210)의 LED를 턴온 할 때, 제어기(140)의 구동회로(142)는 광 변조기(122)를 블랙으로 구동하기 위해 "일반" 극성을 가지는 광 변조기(122)의 픽셀에 비디오 데이터 신호를 제공한다. 반면, 제어기(140)가 제 2 LED 디바이스(220)의 LED를 턴온 할 때, 제어기(140)의 구동회로(142)는 비디오 데이터 신호를 반전하고, 광 변조기(122)를 화이트로 구동하기 위해 광 변조기(122)의 픽셀에 "반전된" 극성을 가지는 반전된 비디오 데이터 신호를 제공한다.
더욱이, 제어기(140)는 제 1(예, 레드(red)) 제 2(예, 그린), 및 제 3(예, 블루) 이미지가 순차적으로 생성되고, 빠르게 디스플레이되는, 순차적인 색 분할 이미지 생성을 제어할 수 있으므로, 시청자는 전범위색(full-color) 이미지를 경험한다. 이 목적을 위해, 도 3은 순차적인 색 분할 이미지 생성을 허용하기 위해 도 2의 시-다중 LED 광원에서 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220)를 위해 사용될 수 있는 제 1 대안 LED 디바이스(300)를 도시한다.
LED 디바이스(300)는 제 1(예, 레드(red)) 제 2(예, 그린), 및 제 3(예, 블루) LED(310,320 및 330)를 포함하며, 제 1 및 제 2 다이크로익 필터(dichroic filter)(325,335)를 포함한다. 세 개의 LED(310,320 및 330) 각각에 의해 생성된 빛은 다이크로익 필터(325,335)에 의해 재조합된다. 이들 필터는 보통 프로젝터에 사용되며 상보적 영역(complementary part)을 반사하는 동안 가시 스펙트럼의 한 부분을 투과하는 특성을 가진다.
도 3의 LED 디바이스(300)의 실시예는 삼원색 이상으로 쉽게 확장될 수 있다. 특히, 백색광을 얻기 위해, 스펙트럼의 그린 영역에서 단일 레드 LED, 단일 블루 LED 및 발광하는 두 개의 LED를 조합하는 것이 특히 유리하다. 양 그린 LED의 스펙트럼은 다이크로익 필터에 의해 빛을 조합할 수 있도록 하기 위해 과도하게 오버랩 되어서는 안된다.
도 4는 백색광을 얻기 위해 3색 이상의 LED(410,420,430 및 440)을 사용하는 제 2 대안 LED 디바이스(400)를 도시한다. 유리하게는, LED(430 및 440)는 둘 다 녹색광을 방출한다.
도 5는 도 2의 시-다중 LED 광원에서 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220)를 위해 사용될 수 있는 제 3 대안 LED 디바이스(500)를 도시한다. 디바이스(500)는 세 개의 LED(310,320 및 330)로부터의 빛을 조합하기 위해 다이크로익 큐브(dichroic cube)(510)를 사용한다.
도 2의 광원(200)에서, 각 LED 디바이스(210,220)로부터의 대략 절반의 빛이 PBS(230)을 통과하면서 소멸되어 광원(200)의 출력에 도달하지 않는다. 보다 구체적으로, 제 1 LED 디바이스(210)가 온 될 때, 제 1 LED 디바이스(210)의 s-편광된 빛은 PBS(230)에 의해 반사되고, PBS(230)의 광 출력면(236)에 도달하지 않는다. 유사하게, 제 2 LED 디바이스(220)가 온 될 때, 제 2 LED 디바이스(220)의 p-편광된 빛은 PBS(230)에 의해 반사되지 않고, PBS(230)의 광 출력면(236)에 도달하지 않는다.
도 6은 한 방향으로 모든 빛을 향하게 하기 위해, 균일한 편광을 가진 편광 변환 시스템(PCS)(600)을 도시한다. PCS(600)는 PBS(630), 광 결합 소자(light coupling element)(660) 및 반파 지연기(half-wave retarder)(680)를 포함한다. PCS(600)의 동작이 이제 설명될 것이다. 제 1 LED 디바이스(210)가 턴 온 될 때, 그것은 비 편광 빛을 PBS(630)로 방출하는데, 이는 출력(광 출력면(636))쪽으로 p-편광된 빛을 전송하며, s-편광된 빛을 광 결합 소자(660)로 반사한다. 광 결합 소자(660)는 s-편광된 빛을 반파 지연기(680)로 반사하는데, 이는 빛을 p-편향으로 변환한다. 따라서, 제 1 LED 디바이스(210)로부터 온 모든 빛은 p-편광된 빛으로 출력된다. 반면, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온될 때, 그것은 비편광된 빛을 PBS(630)로 방출하며, 이는 s-편광된 빛을 출력으로 반사하고 p-편광된 빛을 광 결합소자(660)에 전송한다. 광 결합 소자(660)는 p-편광된 빛을 반파 지연기(680)에 반사하는데, 이는 빛을 s-편향으로 변환한다. 따라서, 제 2 LED 디바이스(220)로부터 오는 모든 빛은 s-편광된 빛으로서 출력된다.
도 7은 모든 빛을 한 방향으로 향하게 하기 위해 균일한 편광을 가진 PCS(700)의 제 2 실시예를 도시한다. PCS(700)는 PBS(730), 광 결합 소자(760) 및 반파 지연기(780)를 포함한다. 제 1 LED 디바이스(210)가 턴 온 될 때, 그것은 PBS(730)으로 비편광된 빛을 방출하는데, 그것은 s-편광된 빛을 지연기(780)에 전송하고, p-편광된 빛을 광 결합 소자(760)에 반사한다. 광 결합 소자(760)는 p-편광된 빛을 출력에 반사한다. 지연기(780)는 s-편광된 빛을 p-편광으로 변환한다. 따라서 제 1 LED 디바이스(210)로부터의 모든 빛은 p-편광된 빛으로서 출력된다. 반면, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴 온 될 때 이는 PBS(730)으로 비편광된 빛을 방출하는데, 이 PBS는 p-편광된 빛을 지연기(780)에 반사하고, s-편광된 빛을 광 결합 소자(760)에 투과시킨다. 광 결합 소자(760)는 s-편광된 빛을 출력에 반사한다. 지연기(780)는 p-편광된 빛을 s-편광으로 변환한다. 따라서 제 2 LED 디바이스(220)로부터의 모든 빛은 s-편광된 빛으로서 출력된다.
편광 변환 시스템 구조는 또한 도 3내지 5의 어느 LED 디바이스에도 이용될 수 있다.
도 8은 편광 변환 시스템(830)을 포함하는 광원(800)의 실시예를 도시한다. 광원(800)은 도 2의 PBS(230)가 도 8의 PCS(830)로 대체된 점을 제외하고, 도 2의 광원(200)과 유사하다. 즉, 각 LED 디바이스(810,820)에서 하나 이상의 PCS를 포함하는 것 대신(또는 포함하는 것에 더하여), 두 개의 LED 디바이스(810,820)로부터의 빛은 PCS(830)에 의해 조합된다. 그렇지 않은 경우, 광원(800)의 동작은 위에서 자세히 설명된 광원(200)의 동작과 똑같다.
여기서 바람직한 실시예가 공개되었지만, 본 발명의 개념 및 범주 내에 존재하는 많은 변경이 가능하다. 예를 들어, 도 2에 도시되고 위에서 설명된 배열은 또한, 각 패널이 상이한 색(예. 레드, 그린, 및 블루)을 가지는 변조된 빛을 생성하는 3-패널 디스플레이 시스템에도 이용될 수 있다. 그러한 경우, 도 2에 도시된 배열은 각 개별 디스플레이 시스템의 패널에 제공될 수 있고, 패널에 의해 전송된 빛은 프로젝션 광학기(130)에 인가되기에 앞서, 도 5에 도시된 것과 유사한 다이크로 익 큐브에 의해 재조합될 수 있다. 그러한 변경은 여기에서의 명세서, 도면 및 청구항의 연구 후 당업자에게 명백해질 것이다. 그러므로 본 발명은 첨부된 청구항의 사상 및 범주 내에 존재하는 한 제한되지 않는다.
본 발명은 디스플레이 디바이스 영역에 이용가능하며, 보다 특별하게는 액정 디스플레이 디바이스의 광원에 이용가능하다.

Claims (18)

  1. 프로젝션 디스플레이 디바이스로서,
    광원(110,200)으로서,
    교대로 발광하도록 적응된 제 1 및 제 2 발광 다이오드(LED) 디바이스(210,220) 및
    제 1 광 입사면(232)에서 제 1 LED 디바이스(210)로부터 광을 수신하고, 제 1 광 입사면(232)에 실질적으로 수직인 제 2 광 입사면(234)에서 제 2 LED 디바이스(220)로부터 빛을 수신하고, 제 1 LED 디바이스(210)가 턴온 될때 제 1 편광을 가지는 제 1 LED 디바이스(210)로부터 빛의 일부를 출력하고, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 될때 제 2 편광을 가지는 제 2 LED 디바이스(220)로부터 빛의 일부를 출력하도록 적응되는 편광 빔 분리기(230,630,830)를 포함하는, 광원(110,200);
    편광 빔 분리기(230,630,830)로부터 광출력을 수신하고 수신된 빛의 편광을 변조하도록 적응된 복수의 픽셀을 가지는 액정 디스플레이 디바이스(122); 및
    제 1 LED 디바이스(210)가 턴 온 되었을 때 데이터 신호를 액정 디스플레이 디바이스(122)의 픽셀로 공급하도록 적응되고, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴 온 되었을 때 반전된 데이터 신호를 액정 디스플레이 디바이스(122)의 픽셀로 공급하도록 적응되는, 구동 회로(142)
    를 포함하는, 프로젝션 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 액정 디바이스(122)는 제 1 LED 디바이스(210)가 턴온 되었을 때 블랙으로 구동되고, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 되었을 때 화이트로 구동되는, 프로젝션 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서, 각각의 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220)는 각각이 백색광을 방출하는 복수의 LED를 포함하는, 프로젝션 디스플레이 디바이스.
  4. 제 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220,300,400,500) 각각은
    제 1 유색광(colored light)을 방출하도록 적응된 제 1 LED(310,410);
    제 2 유색광을 방출하도록 적응된 제 2 LED(320,420);
    제 3 유색광을 방출하도록 적응된 제 3 LED(330,430);
    을 포함하는, 프로젝션 디스플레이 디바이스.
  5. 제 1항에 있어서, 각각의 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220,400)는 제 3 유색광을 방출하도록 적응된 제 4 LED(440)를 더 포함하는, 프로젝션 디스플레이 디바이스.
  6. 제 2항에 있어서, 각각의 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220)는
    제 1 유색광 및 제 2 유색광을 수신하고, 조합된 제 1 및 제 2 유색광을 출 력하도록 적응된 제 1 다이크로익 필터(325); 및
    조합된 제 1 및 제 2 유색광을 수신하고, 제 3 유색광을 수신하고, 조합된 제 1, 제 2 및 제 3 유색광을 출력하도록 적응된 제 2 다이크로익 필터(335)
    를 더 포함하는, 프로젝션 디스플레이 디바이스.
  7. 제 1항에 있어서,
    제 1 LED 디바이스(210)가 턴온 되었을 때 제 2 편광을 가지는 제 1 LED 디바이스(210)으로부터의 빛의 제 2 부분 및, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 되었을 때 제 1 편광을 가지는 제 2 LED 디바이스(220)로부터의 빛의 제 2 부분을 편광 빔 분리기(630)로부터 수신하고, 제 1 LED 디바이스(210)가 턴온되었을때 제 1 LED 디바이스로(210)부터 빛의 제 2 부분을 출력하고 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 되었을 때 제 2 LED 디바이스(220)로부터 빛의 제 2 부분을 출력하도록 적응된, 광 결합 소자(660); 및
    제 1 LED 디바이스(210)가 턴온 되었을 때 광 결합 소자(660)로부터 제 1 LED 디바이스(210)로부터의 빛의 제 2 부분을 수신하고, 제 1 편광을 가지기 위해 제 1 LED 디바이스(210)로부터 빛의 제 2 부분을 변환하며, 제 1 편광을 가지는 제 1 LED 디바이스로부터 빛의 제 2 부분을 액정 디바이스(122)에 출력하도록 적응되며, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 되었을 때 제 2 LED 디바이스(220)로부터 빛의 제 2 부분을 광 결합 소자(660)로부터 수신하고, 제 2 편광을 가지기 위해 제 2 LED 디바이스(220)로부터 빛의 제 2 부분을 변환하며, 제 2 편광을 가지는 제 2 LED 디바이스(220)로부터 빛의 제 2 부분을 액정 디바이스(122)에 출력하도록 더 적응되는 반파 지연기(680)
    를 더 포함하는, 프로젝션 디스플레이 디바이스.
  8. 제 1항에 있어서, 제 1 편광을 가지는 빛을 투과시키고, 제 2 편광을 가지는 빛을 차단하도록 적응되는 추가로 포함하는 분석기(124)를 더 포함하는, 프로젝션 디스플레이 디바이스.
  9. 디스플레이 디바이스(100)로서,
    광원(110,200)으로서,
    순차적으로 동작하도록 적응된 적어도 두 개의 발광 다이오드(LED) 디바이스(210,220), 및
    LED 디바이스(210,220)로부터 빛을 출력하도록 적응된 광 조합기(230,630,830)로서, 상기 빛은 제 1 LED 디바이스(210)가 턴온 되었을 때 제 1 편광을 가지고, 제 2 LED 디바이스가 턴온 되었을 때 제 2 편광(220)을 가지는, 광 조합기(230,630,830)를 포함하는 광원(110,200)과,
    광 조합기(230,630,830)로부터 출력된 빛을 수신하고, 제1 LED 디바이스(210)가 턴온되었을 때 백색으로 유도되며, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 되었을 때 블랙으로 유도되도록 적응된 광 변조기(122)
    를 포함하는 광원(110,200)을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  10. 제 9항에 있어서, 광 조합기(230)는 편광 빔 분리기인, 디스플레이 디바이스.
  11. 제 9항에 있어서, 광 조합기(630,830)는 편광 변환 시스템을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  12. 제 9항에 있어서, 각 LED 디바이스(210,220)는 백색광을 방출하는 LED를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  13. 제 9항에 있어서, 각 LED 디바이스(210,220)는 각각이 백색광을 방출하는 복수의 LED를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  14. 제 9항에 있어서, 각 LED 디바이스(210,220,300,400,500)는
    제 1 색을 가지는 빛을 방출하는 제 1 LED(310,410);
    제 2 색을 가지는 빛을 방출하는 제 2 LED(320,420);
    제 3 색을 가지는 빛을 방출하는 제 3 LED(330,430);
    을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  15. 제 14항에 있어서, 각 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220)는
    제 1 유색광 및 제 2 유색광을 수신하고, 조합된 제 1 및 제 2 유색광을 출력하도록 적응된 제 1 다이크로익 필터(325);
    조합된 제 1 및 제 2 유색광을 수신하고, 제 3 유색광을 수신하고, 조합된 제 1, 제 2 및 제 3 유색광을 수신하도록 적응된 제 2 다이크로익 필터(335);
  16. 제 14항에 있어서, 각 제 1 및 제 2 LED 디바이스(210,220,400)는 제 3유색광을 방출하도록 적응된 제 4 LED(440)를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스(100).
  17. 제 9항에 있어서, 제 1 편광을 가지는 빛을 투과시키고, 제 2 편광을 가지는 빛을 차단시키도록 적응된 분석기(124)를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스(100).
  18. 디스플레이 디바이스로서,
    상이한 색을 가진 변조된 빛을 생성하도록 각각 적응된 세 개의 광학 처리 시스템으로서, 각 광학 시스템은,
    광원으로서(110,200),
    순차적으로 동작하도록 적응된 적어도 두 개의 발광 다이오드(LED) 디바이스(210,220), 및
    LED 디바이스(210,220)로부터 빛을 출력하도록 적응된 광 조합기(230,630,830)로서, 상기 빛은 제 1 LED 디바이(210)가 턴온 되었을 때 제 1 편광을 가지고, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 되었을 때 제 2 편광을 가지는, 광 조합기(230,630,830)를 포함하는 광원(110,200) 및
    광 조합기(230,630,830)로부터 출력된 빛을 수신하고, 제 1 LED 디바이스(210)가 턴온 되었을 때 화이트로 유도되고, 제 2 LED 디바이스(220)가 턴온 되었을 때 블랙으로 유도되는, 광 변조기(122)를 포함하는, 광학 처리 시스템;
    세 개의 광학 시스템 각각으로부터 변조된 빛을 조합하도록 적응된 다이크로익 큐브
    를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103676448B (zh) * 2012-09-11 2016-05-25 台达电子工业股份有限公司 时间多工自动立体显示系统及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224216B1 (en) * 2000-02-18 2001-05-01 Infocus Corporation System and method employing LED light sources for a projection display
FR2831382B1 (fr) * 2001-10-19 2008-12-26 Valeo Vision Dispositif d'eclairage ou de signalisation a diodes electroluminescentes
TW571119B (en) * 2001-12-20 2004-01-11 Delta Electronics Inc Image projection device with integrated semiconductor light emitting element light source

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