KR0169154B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

OHP 및 모니터 양쪽에 사용하는 디스플레이 장치를 제공하여 경제성을 향상시킨다.
표시 광체(1) 내에 2장의 액정 패널(2,4) 및 양 패널(2,4)사이에 형광 램프(5)를 구비한 구조이다. 이로써, OHP에 사용하는 경우는 패널(2)를 투과 상태로 설정해서 OHP 광원(6)으로부터의 광을 투과시켜서 패널(4)에 조사하고, 스크린에 화면을 확대 촬영한다. 모니터에 사용하는 경우는 패널(2)를 차광 상태로 설정해서 형광 램프(5)로부터의 광을 확산 반사시켜서 패널(4)로 조사하고, 직시 화상을 제공한다.

Description

액정 표시 장치
제1도는 본 발명의 실시예에 관한 액정 표시 장치를 OHP에 사용한 단면도.
제2도는 본 발명의 실시예에 관한 액정 표시 장치를 모니터에 사용한 단면도.
제3도는 본 발명의 제1 및 제2실시예에 관한 액정 패널의 단면도.
제4도는 고분자 산란형 액정 패널의 단면도.
제5도는 본 발명의 제2실시예에 관한 셔터용 액정 패널의 단면도.
제6도는 본 발명의 제2실시예에 관한 셔터용 액정 패널의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 표시 광체 2, 3, 4 : 액정 패널
5 : 형광 램프 6 : OHP 광원
10 : 투명 기판 11 : 투명 전극
12 : 차광막 13 : 절연막
14 : 배향막 15, 23 : 액정 분자
16 : 편광판 20 : 플라스틱 필름
21 : 투명 도전층 22 : 고분자 매트릭스
본 발명은 직시형 및 투사형 어느 용도에도 대응하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 소형, 박형, 저소비 전력 등의 이점이 있어, OA기기, AV기기 등의 디스플레이에 사용되고 있다.
액정 표시 장치는 광 변조 수단으로서 소정의 전극이 형성된 2장의 투명 기판 사이에 두께 수㎛의 액정층을 봉입하여 이루어진 액정 패널을 이용하고, 전극에 신호 전압을 공급하는 구동 회로부 및 액정 패널에 광을 조사하는 광원을 구비함으로써 구성된다. 외부 입력 신호는 구동 회로부에서 인터페이스되어 각 전극에 분배 공급되고, 전극 사이의 액정에 전압을 인가한다. 액정 분자는 유전율 및 굴절율에 이방성을 갖기 때문에 전압의 인가에 의해 분자의 장축 방향이 초기 배향 상태로부터 기울어, 광의 투과 상태가 변화한다. TV나 퍼스널 컴퓨터 단말에서는 표시 화면이 수만에서 수 십만 화소를 요하기 때문에, 전극을 미세 가공하여 수100㎛사이즈의 표시 화소를 매트릭스상으로 배치하여 화소마다 다른 전압을 인가함으로써 각 화소의 명암이 전체로서 문자나 상이 표시된다.
액정 표시 장치에는 액정 패널을 직접 관찰함으로써 표시 화면을 제공하는 직시형 외에 프로젝터로서 광원, 밀러, 렌즈 등으로 구성되는 광학계에 내장된 투사형의 용도가 있다. 이 경우, 광원에서 조사되는 광은 액정 패널로 소정의 명암이 부가된 상태로, 스크린에 촬영되어 확대 화면을 제공한다. 특히, 보급 OHP(오버 헤드 프로젝터)에 있어서, 필름 대신 액정 패널을 이용함으로써 프레젠터가 손으로 필름 교환을 행할 필요가 없고, 키보드 등의 조작부로서 화면의 전환을 자유롭게 행할 수 있다.
OHP용 액정 표시 장치는 투사형으로 광원을 내장하지 않고, OHP의 스테이지 위에 놓아둠으로써 OHP의 광원에서 조사된 광을 변조하여 스크린 상에 확대 투영하는 것이다. 그 때문에 이 장치는 OHP 전용이고, 데이터 작성시에 있어서의 퍼스널 컴퓨터 모니터에는 별도의 디스플레이장치가 필요했다. OHP는 모니터에 비해 사용 빈도가 낮음에도 불구하고, 프레젠테이션시에는 필요하기 때문에, 이용자는 모니터용과 OHP용으로 별도의 디스플레이장치가 필요하여 비용이 높아졌다.
본 발명은 상술한 과제를 감안하여 구성된 것으로, 표시 광체 내에 2장의 액정 패널을 평행하게 배치하고, 이들 액정 패널사이에 조명 수단을 설치하며, 또 2장의 액정 패널이 별도로 구동되는 구성이다.
상기 구성에 의해 OHP로서 사용할 경우는 OHP 광원측의 제1 액정 패널을 전체 또는 부분적으로 투과 상태로 설정하여 입사광을 투과시키고, 스크린측의 제2 액정 패널을 광 변조 수단으로 이용함으로써 확대 화면이 전체 또는 부분적으로 스크린에 투영된다. 모니터로서 사용할 경우는 제1 액정 패널을 차광 상태로 설정하여 반사 확산판으로 이용하고, 제2 액정 패널을 광 변조 수단으로 이용함으로써 제2 액정 패널이 직시형 화면으로서 관찰된다.
이하, 본 발명의 제1 실시예를 제1도에서 제3도를 이용해서 설명한다. 제1도 및 제2도는 각각 본 발명의 액정 표시 장치를 OHP 및 모니터에서 이용한 경우로서, 표시 광체(1)내의 배치를 나타내는 단면도이다. 2장의 전극 기판 사이에 액정을 봉입하여 이루어지는 액정 패널(2,4)이 서로 평행하게 배치되고, 양 패널(2,4)사이에는 광원으로서, 예를 들어 형광 램프(5)가 설치되어 있다. 액정 패널(2,4)은 각각 셔터용 및 표시용이고, 컴퓨터 제어의 영상 구동부에 케이블 접속되어 별도로 구동된다.
액정 패널(2,4)은, 예를 들어 TN(트위스티드 네마틱)모드로서 제3도에 그 구조를 도시한다. 유리 등의 투명 기판(10a,10b)에 서로 직교하는 투명 전극(11a,11b)이 ITO에 의해 형성되고, 각 교점은 표시 화소로 되어 패널에 매트릭스 배치되어 있다. 투명 기판(10b)측에서는, 기판상의 표시 화소부 이외의 영역에 Al, Cr 등의 차광막(12)이 설치되어 있고, 전극(11b)은 차광막(12)을 덮는 절연막(13)상에 설치되어 있다. 전극(11a,11b)을 덮는 전면에는 폴리이미드 등의 배향막(14a,14b)이 설치되어 서로 직교하는 방향으로 러빙되어 배향 처리가 이루어진다. 이로써 각 액정 분자(15)는 양 기판(10a,10b) 사이에서 90°로 비틀려 배열된다. 양 기판(10a, 10b)의 외측에는 각각의 배향(러빙) 방향으로 일치하는 편광축을 가진 편광판(16a,16b)가 크로스니콜로 배치되어 있다. 이 구성의 양 패널(2,4)이 제1도 및 제2도에 도시하는 바와 같이 각각 기판(10b)측을 형광 램프(5)측을 향해 편광축 방향이 일치하도록 배치되어 있다.
제1도는 본 발명의 액정 표시 장치를 OHP로서 사용한 예이다. 패널(2)은 컴퓨터부에서 제어되어 최대 투과 상태로 설정되고, OHP 광원(6)으로부터의 광은 직선편광으로 변화하여 패널(2)내에서 90°회전해서 투과한다. 또한, 이 투과광은 패널(4)로 입사한다. 패널(4)은 컴퓨터부에서 화상 데이터가 입력되어 구동되고, 투과광에 명암을 부가하여 스크린에 확대 투영한다. 또한, 패널(2)은 부분적으로 투과와 차광을 행함으로써 부분 표시 또는 부분 셔터를 행할 수 있다.
제2도는 본 발명의 액정 표시 장치를 모니터로서 사용한 예이다. 패널(2)은 컴퓨터부에서 제어되어 차광 상태로 설정되고, 형광 램프(5)가 점등된다. 패널(2,4)은 차광막(12)이 형성된 기판(10b)이 형광 램프(5)측으로 향해 배치되어 있기 때문에 형광 램프(5)에서 조사되는 광은 패널(2,4)의 차광막(12)에서 반사되고, 패널(2,4)사이에서 산란되어 일부가 패널(4)에 입사된다. 패널(4)은 OHP의 경우와 같이 컴퓨터부에 의해 구동되고, 입사광에 명암을 부가하여 직시 화면을 제공한다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예를 제1도, 제2도 및 제4도 내지 제6도를 이용해 설명하겠다. 표시 광체(1) 및 표시 광체(1)내의 배치는 제1도 및 제2도에 도시한 제1 실시예와 마찬가지로, 2장의 전극 기판 사이에 액정을 봉입하여 이루어지는 액정 패널(3,4)이 서로 평행하게 배치되고, 양 패널(3,4)사이에는 광원으로서 예를 들면 형광 램프(5)가 설치되어 있다. 액정 패널(3,4)은 각각 셔터용 및 표시용이다. 패널(3)은 고분자 산란형이고, 외부에서 스위칭 또는 컴퓨터 제어에 의해 구동되며 패널(4)는 매트릭스형으로 컴퓨터 제어에 의해 구동된다.
패널(3)은 2장의 투명 도전 필름 사이에 액정과 고분자 복합막을 개재시킴으로써 광의 투과/산란을 제어하는 광 셔터이다. 제4도에 그 기본적인 구조를 도시하고 있다. 액정분율 50wt% 이하의 액정/고분자 복합막이 전압을 인가하기 위한 투명 도전층(21)이 코팅된 2장의 플라스틱 필름(20)사이에 끼워져 있다. 전압 무인가시는 액정 분자(23)는 고분자 매트릭스(22)중에서 캡슐상의 액정 영역에서 서로 분리되어 있다. 정(+)의 유전율 이방성을 갖는 액정은 고분자 매트릭스(22)의 벽면에 평행하게 되도록 배향되므로 모든 벽면에 관해 보면 배향 벡터가 불균일하게 되고, 공간적으로 왜곡된 상태로 되어 있다. 이 때문에 고분자와 액정의 굴절율에 차가 생겨 광을 산란시키고, 패널(3)은 유백색으로 흐려진다. 전압을 인가하면 액정 분자(23)는 전계 방향을 따라 고분자 매트릭스의 벽면에 관계없이 호메오트로픽 배향되므로, 이 상태에서의 액정과 고분자의 굴절율을 일치시켜 둠으로써 패널(3)은 광을 투과하여 투명하게 된다.
본 실시예에서는 액정분율을 50 내지 70wt%로 하여 제5도 및 제6도에 도시하는 바와 같이 액정 캡슐이 서로 연결되어 연속층이 형성된 것을 이용한다. 이 경우, 액정과 고분자의 계면의 총면적 및 액정 영역의 공간적 왜곡이 최대로 되기 때문에 전압 무인가시의 광 산란 능력은 최대로 된다. 이 광 산란은 본 장치를 모니터로 사용할 경우의 광원으로 된다. 제5도는 전압 무인가시, 제6도는 전압 인가시의 패널(3)의 광학적 상태를 나타내고 있고, 제1도 및 제2도에 있어서, 외부 스위치의 온/오프 또는 컴퓨터에 의해 투과/산란을 제어할 수 있는 구성으로 하고 있다.
또한, 투명 도전층(21)이 패터닝에 의해 미리 표시/차광 영역을 지정할 수 있고, 또한 TFT를 이용해 액티브 매트릭스로 구동하면, 표시/차광 영역을 자유롭게 제어할 수 있게 된다.
본 발명의 특징은 표시용 패널(4)에 평행하게 셔터용 패널 2 또는 셔터용 패널 3 을 배치한 점이고, 이로써 1대의 디스플레이 장치가 OHP용으로서도 모니터용으로서도 사용이 가능하게 된다. 또한, 실시예는 상술한 것에 한정되지 않고, 패널(2,4)의 모드도 TN에 한정되지 않는다. 상기 설명한 바와 같이, 문자나 도형 표시의 경우는 양 패널(2,4)과 같은 구조의 것을 이용함으로써 제조 비용이 삭감된다. 또, 패널(4)로서 액티브 매트릭스형의 액정 패널, 즉 각 화소에 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자를 배치하고, 데이터 신호를 선순차(線順次)로 선택하여 전극간의 액정 용량으로 유지시키는 방식을 이용함으로써 OHP로 동화(動畵)를 확대 표시할 수 있게 된다.
이상의 설명에서 분명해지는 바와 같이 본 발명에 의해 투사형과 직시형 겸용 액정 표시 장치가 얻어졌다. 이로써, 1대의 디스플레이 장치로 OHP로도 또는 모니터로서 사용할 수 있기 때문에, 보통은 데이터 작성시에 모니터로 사용하면서 프레젠테이션시에는 OHP에 설치하여 사용할 수 있어 경제성이 향상한다.

Claims (4)

  1. 표시 화소마다 투과율을 제어하고, 투과율의 분포로서 표시 화상을 작성하는 액정 표시 장치에 있어서, 소정의 전극을 갖는 2장의 기판 사이에 액정 또는 액정을 포함하는 층을 끼워 넣어 이루어지는 제1 및 제2 액정 패널과, 상기 제1 및 제2 액정 패널의 사이에 설치된 조명 수단을 갖으며, 상기 제1 및 제2 액정 패널은 별도로 구동되며, 서로 다른 또는 같은 투과율로 제어되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 액정 패널은 동일한 구조인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 액정 패널은 상기 제2 액정 패널에 의한 표시 화면의 표시 영역을 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 표시 화소마다 투과율을 제어하고, 투과율의 분포로서 표시 화상을 작성하는 액정 표시 장치에 있어서, 소정의 전극을 갖는 2장의 기판 사이에 액정층을 끼워 넣어 이루어지고 표시 화상을 작성하는 제1 액정 패널; 상기 제1 액정 패널에 평행하게 배치되고, 소정의 전극을 갖는 2장의 기판 사이에 액정 또는 액정을 함유하는 층을 끼워 넣어 이루어지며, 상기 표시 화상의 인식 가능 영역을 제어하는 제2 액정 패널; 및 상기 제1 액정 패널과 상기 제2 액정 패널사이의 틈에 설치된 조명 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
KR1019940030736A 1993-11-25 1994-11-22 액정 표시 장치 KR0169154B1 (ko)

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