KR0141844B1 - 고 콘트라스트 엘씨디 프로젝터 - Google Patents

Abstract

내용없음

Description

고 콘트라스트 LCD 프로젝터

제1도는 종래 1판넬 방식 LCD 프로젝터의 한 실시형태도.

제2도는 제1도의 LCD의 동작 원리도.

제3도는 동상 LCD의 지향성 설명도.

제4도는 본 발명에 의한 LCD 프로젝터의 일 실시예 구성도.

제5도는 본 발명의 요부인 조명광선 보정장치의 사시도.

제6도는 동상의 측면도.

제7도는 동상의 제조방법 설명도.

제8도는 동상의 동작 원리 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:후방미러2:램프

3:콘덴서 렌즈4:LCD 판넬

5:프로젝션 렌즈9:조명광선 보정장치

본 발명은 LCD 프로젝터에 관한 것으로 특히, 높은 콘트라스트(Contrast)를 갖을 수 있도록 LCD 판넬 후방에 조명광선 보정장치를 설치한 고 콘트라스트(high contrast) LCD 프로젝터에 관한 것이다.

종래의 1판넬 방식 LCD 프로젝터의 일 실시형태는 제1도에 도시한 바와 같이, 후방미러(1), 램프(2) 및 콘덴서 렌즈(3)의 조명 광학계와, LCD 판넬(4)과, 프로젝션렌즈(5)로 광학계가 구성되고, 램프 구동회로(6), LCD 구동회로(7) 및 시그널 프로세서(8)로 전기 계통 구동부가 구성된다.

여기서 광학계의 각 부분의 역할에 대하여 설명하면, 조명광학계(1)(2)(3)는 LCD 판넬(4)의 후방에 설치되어 LCD 판넬(4)에 조명광을 비춰주는 역할을 한다. 광원으로는 램프(2)가 이용되고 후방으로 방사되는 빛을 전방으로 보내주기 위해 후방미러(1)가 사용된다. 콘덴서 렌즈(3)는 램프(2)로부터 나오는 빛을 집속하여 LCD 판넬(4)에 좀더 강한 빛이 조명되도록 해준다.

그리고 상기 LCD 판넬(4)은 비디오 영상에 해당하는 빛의 형태가 투과되도록 빛을 투과/차단시킨다.

상기 LCD 판넬(4)은 제2도에 도시한 바와 같이, 폴러라이저(41), 글래스판(42)(45), 전극(또는 TFT)(43), 액정(44) 및 아날라이저(46)으로 구성되어 있으며, 상기 폴러라이저(41)는 랜덤 폴러리제이션(random polarization)의 빛이 입사할 때 특정 편광방향으로 빛을 선택적으로 투과한다.

도면에는 1방향의폴러라이저로 표기했다.

상기 글래스판(42)(45)에는 전극(또는 TFT)(43)이 형성되고 그 글래스판(42)(45)은 액정(44)을 봉입할 수 있는 관을 형성한다.

상기 전극(43)은 영상신호 레벨(level)이 인가되어 액정(44)에 전계를 가하여 준다.

상기 액정(44)은 전극(43)에 의해 전계가 가해질 경우 빛의 편광방향을 돌리지않고 전계가 없을 경우 편광방향을 돌리게 된다.

상기 아날라이져(46)는 액정(44)에 의해 편광방향이 변하지 않는 빛을 통과시키고 변한 빛을 통과시키지 않는 편광 필터이다.

제2도에서 전극(43-1)에는 신호가 가해지지 않는 경우로서 이 때 1방향의 빛은 편광방향이 변하여 ⊙ 방향의 편광이 되고 아날라이저(46)에 의해 빛이 차단되므로 결국 화면의 어두운 부분을 표현하게 되며 전극(43-2)의 위치는 빛이 투과하여 밝은 부분을 표현하게 된다.

이와 같은 과정에서 액정(44)은 물리적 성질상 제3도와 같이 특정방향의 빛에 대해 상기한 바와 같은 빛의 차단/투과 동작을 행할 수 있다. 이 성질을 액정의 지향성이라 한다. 따라서 지향성 방향으로 입사하지 않는 빛은 차단되어야할 부분에서 일부분이 투과되어 라이트 노이즈(light noise)의 역할을 하게 되고 그 결과 콘트라스트의 저하를 초래하게 된다.

끝으로, 상기 프로젝션 렌즈(5)는 LCD 판넬(4)에서 투과되어 나오는 빛을 결상하여 큰 화면으로 투영한다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 LCD 프로젝터에 있어서는 조명광이 LCD의 지향성 방향만으로는 입사하지 않으므로 낮은 콘트라스트를 갖는 결함이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 결함을 해소하고 높은 콘트라스트를 갖는 LCD 프로젝터를 제공하기 위한 것으로 이를 첨부한 도면 제4도 내지 제8도에 일 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 발명에 의한 LCD 프로젝터의 일 실시예를 보인 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, LCD 판넬(4)의 직후방에 조명 광선의 방향이 지향성 각도 θ로 LCD 판넬(4)에 조사될 수 있도록 하기 위하여 조명광선 방향 보정장치(RDC)(9)가 설치되어 있다. 그리고 종래 구성과 같은 부분은 동일 부호로 표시되어 있다.

상기 RDC(9)는 제5도 및 제6도에 도시한 바와 같이 여러장의 슬랩 웨이브 가이드를 겹쳐 놓은 형태로 각각의 웨이브 가이드 시이트는 직육면체를 θ만큼 찌그러 뜨린모양을 갖는다. 이와 같이된 각 웨이브 가이드 시이트(91)의 사이에는 아이소레이터(isolator:매질층)(92)가 위치하며 웨이브 가이드 시이트(91)의 굴절률(n)이 아이소레이터(92)의 굴절률(n') 보다 크도록 하여 아이소레이터(92)로 입사한 광선이 전반사될 때 웨이브 가이드 시이트(91)를 통과하여 θ±Δθ(Δθ1)의 조건으로 LCD 판넬(4)에 조사되도록 한다. 여기에서 전반사 조건과 Δθ, 그리고 LCD 판넬(4)의 수직해상도등을 고려하여 웨이브 가이드시이트(91)의 두께 d(약 0.1mm)가 결정된다. 또한 RDC(9)의 입출력면에서의 표면 반사에 의한 빛의 손실을 억제하기 위하여 RDC(9)의 전,후면에 AR 코팅층(무반사 코팅층)(93)(94)를 형성한다. 입사광선이 θ±Δθ의 각도로 필터링(filtering)되는 과정은 제8도에 도시되어 있다.

제8도에서 광선 l과 같이 입사각(θ1)이 큰 것은 여러번의 표면반사에서 강도가 약해져서 웨이브 가이드 시이트(91)를 나올때는 아주 약한 빛이 되면 광선 2의 임계각(critical angle)으로 입사하는 것은 θ±Δθ의 각으로 출력된다. 광선 2 보다 더 작은 입사각, 즉 θ2 보다 작은 각으로 입사하는 빛은 물로 전반사되어 나오게 된다. 그 결과 광선의 출사각 또는 LCD(4)의 입사각은 θ±Δθ가 되는 것이 대부분이다.

상기한 바와 같은 원리로 동작하는 RDC(9)를 제4도와 같이 LCD 판넬(4)의 직후방에 설치하고 그에 따라 빛의 투과율을 높이기 위한 대책으로서 콘덴서 렌즈(3), 램프(2) 등의 중심축이 서로 어긋나도록 구성하게 된다. 그 결과 콘덴서 렌즈(3)에서 출력되는 빛의 방향중에서 RDC(9)를 통과할 수 있는 방향의 빛이 늘어나게 된다.

상기 RDC를 제조하는 방법은 먼저 웨이브 가이드 시이트(91)를 가동하고, 그 위에 UV 경화성 접착제를 코팅하여 아이소레이션(92)을 형성하여 여러겹으로 적층한 후, UV 노광하여 접착하고 제7도와 같이 90°-θ의 각으로 절단하며, 앞,뒷면에 AR코팅층(93)(94)을 형성한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 LCD 프로젝터의 LCD 판넬 후방에 조명광선 보정장치(RDC)를 설치하여 높은 콘트라스트를 가지는 화면을 얻게 되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 투과형 LCD 판넬의 후방에서 조명을 설치하고, 상기 LCD 판넬에는 비디오 영상신호를 인가하며, 상기 LCD 판넬의 전방에 프로젝션 렌즈가 설치되어 영상을 투사하는 LCD 프로젝터에 있어서, 직육면체를 액정의 지향성 각도(θ)만큼 찌그러뜨린 형상의 웨이브 가이드 시이트가 여러겹으로 적층되고 각 웨이브 가이드 시이트 사이에 그의 굴절률(n) 보다 작은 굴절률(n')의 아이소레이터가 형성된 조명광선 보정장치를 상기 LCD 판넬의 직후방에 설치하여 구성함을 특징으로 하는 고 콘트라스트 LCD 프로젝터.
2. 제1항에 있어서, 상기 조명광선 보정장치의 조명측면과 LCD 판넬 측면에 무반사 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 고 콘트라스트 LCD 프로젝터.
3. 제1항에 있어서, 상기 아이소레이터로서 UV 경화성 접착제를 사용한 것을 특징으로 하는 고 콘트라스트 LCD 프로젝터.
4. 여러장의 넓은 웨이브 가이드용 시이트 사이에 UV 경화성 접착제를 도포하여 적층하고, UV로 노광하여 접착시킨 후, 시이트면과 90°-θ의 각도로 절단하고 양 절단면에 무반사 코팅층을 형성하여 조명광선 보정장치를 제조함을 특징으로 하는 조명광선 보정장치의 제조방법.

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