KR0185729B1 - 광수록식 투사형 디스플레이 - Google Patents

광수록식 투사형 디스플레이 Download PDF

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KR0185729B1
KR0185729B1 KR1019910700326A KR910700326A KR0185729B1 KR 0185729 B1 KR0185729 B1 KR 0185729B1 KR 1019910700326 A KR1019910700326 A KR 1019910700326A KR 910700326 A KR910700326 A KR 910700326A KR 0185729 B1 KR0185729 B1 KR 0185729B1
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light beam
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구니하루 다끼자와
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도리 게이지
니뽄 호소 교까이
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Abstract

수록 광 빔을 이용하여 영상 또는 데이타 패턴과 같은 2차원 정보를 공간 광 변조기(1)에 입력시켜, 디스플레이 광 빔(12)을 이용하여 2차원 형태로 스크린(14)에 정보를 디스플레이하는 광수록식 투사형 디스플레이, 이 디스플레이는 광수록식 공간 광 변조기(1)와 이 공간 광 변조기에 고정된 광섬유면판(2)을 갖고있는 음극 선관(3)을 구비하고 있다. 변조기는, 액정 복합체(18)와, 그 전체 또는 부분적으로 가시광 스펙트럼을 총체적으로 반사하는 유전체 다층막 미러(17)와, 유전체 다층막 미러를 통해 통과하는 광 빔을 흡수하는 절연 광 흡수층(170)과, 광 전도층(16) (이들 층은 기술된 순차대로 적층되어있음) 및, 액정 복합체의 표면이나 광 전도층의 표면에 배치된 투명 전극(15)을 갖고있다. 액정 복합체는 네마틱 액정이나 콜레스테릭 액정 또는 스메틱 액정중 하나를 포함하고 있으며, 액정의 통상적인 굴절율이나 또는 비통상적인 굴절율과 동일하거나 랜덤하게 지향된 액정의 굴절율과 동일한 굴절율을가진 투명 수지 매트릭스를 포함하고있다. 액정이 수지 매트릭스에 봉합되어 산란되거나 수지 매트릭스가 액정에 봉합되어 산란되도록 되어있다. 투사된 광 빔은 디스플레이 빔 광원(4) 및 투사 광학 시스템(6, 7, 8, 8', 9, 6', 6, 10)을 이용하여 스크린으로 발사된다. 편광기와 분광기가 필요로되지 않기 때문에 밝은 영상이 실현될 수 있다. 이 디스플레이는 디스플레이 영상의 공간적 균일성에서도 월등하며, 응답이 빠르고 높은 대비를 갖는다. 아나로그 영상이 쉽게 디스플레이 될수 있으며, 이동 영상이 슐라이어렌 광학 시스템을 이용하여 디스플레이 될수 있다.

Description

[발명의 명칭]
광수록식 투사형 디스플레이
[기술 분야]
본 발명은 광수록식 투사형 디스플레이에 관한 것으로서, 특히 수록 광 빔을 사용하여 공간 광 변조기에 영상 또는 데이터 패턴과 같은 2-차원 정보를 인가하고 디스플레이 광빔을 사용하여 2-차원 형태로 상기 정보를 디스플레이하는 기능을 갖는 광수록식 투사형 디스플레이에 관한 것이다.
[배경 기술]
종래의 광수록식 투사형 디스플레이로서, 이하 장치가 공지되어 있다. (1) 문헌 1 (1967 년 지.마리에 의한 강유전체 제 10권 9 내지 14 페이지)이 제8도에 도시된 바와 같은 광수록식 투사형 디스플레이를 개시한다, DKDP (KO2PO4) 결정 (251), CaF2홀더(261), 유전체 미러(17), 광전도 층(16), 한쌍의 투명 전극(15) 및, 펠티어 셀(27)이 진공 용기(241)내에 밀봉되도록 배열된다. 제8도에서, 참조부호 숫자 6은 한쌍의 렌즈를 나타내며, 28은 편광 빔 스플리터를 나타내며, 29 는 디스플레이용 광원을 나타내며 30 은 입력 영상으로서 사용된 대상을 나타내며, 291 은 상기 대상을 비추는 광원을 나타내며,31 은 입력 광 빔을 나타내며, 12 는 디스플레이 광 빔을 나타내며, 13 은 투사된 광 빔을 나타내며, 33 은 DKDP 결정(251) 및 광전도 층(16)을 구동하는 전원을 나타내며, 34 는 스위치를 나타낸다.
상기 장차에서, 조명용 크세논 램프 또는 할로겐 램프와 같은 광원(291)으로부터 방출된 입력 광 빔(31)이 렌즈(6) 및 투명 전극(15)을 통해 상기 광전도 층에 도달한다. 상기 광전도층(16)은 상기 입력 영상의 강도에 따라 상기층의 저항률이 공간전으로 변한다. 따라서, 상기 한쌍의 상기 투명 전극(15)에 연결된 구동 전원(33)이 스위치(34)에 의해 턴온 및 턴오프 될시에, 상기 DKDP 에 인가된 전계 분포가 상기 공간 변화를 견딜 수 있다. 상기 공정동안, 인가된 전계가 상기 전계의 전기 광학 효과에 의해 상기 DKDP 결정의 공간 분포의 굴절율로 변화된다. 또다른 한편으로는 상기 디스플레이 광원(29)으로부터 방출된 상기 디스플레이 광 빔(12)이 편광 빔에 의해 편광되며, 렌즈(6), 지공용기(241)내의 CaF 홀더 및, 투명 전극을 통해 통과되며, 상기 DKDP 결정(251)을 비추고, 유전체 미러(17)에서 반사된다. 그후에, 상기 디스플레이 광 빔(12)이 역 방향으로 통로를따라 송신되며, 상기 편광 빔 스플리터(28)를 통과하고 투사된 광 빔(13)으로서 스크린(도면에 도시되지 않음)상에 투사된다. (2) 문헌 2 (1976 년에 발행된 시게루 요시까와, 마사까즈 호리에, 히데오 다까하시 및, 다까시 시무라등에 의한 일본 전자 및 통신 엔지니어 협회의 잡지 제5호 J59-C 권 305 내지 312 페이지)이 제9도에 도시된 바와 같은 투사형 디스플레이를 밝혀낸다. 상기 투사형 디스플레이가 광섬유면판(faceplate)을 가진 음극선관(3)에 장착된 동적 산란 모드형 네마틱 액정 광 밸브(35)를 갖는다. 제9도에서, 참조부호 숫자 36 은 신호 발생기를 나타내며, 37 은 액정 광밸브(35)를 구동하는 전원을 나타내며, 29 는 광원을 나타내며, 6 은 렌즈를 나타내며, 8 은 자외선 컷 필터를 나타내며, 9 는 미러를 나타내며, 12 는 상기 액정 광 밸브(35)상에 입사된 디스플레이 광 빔을 나타내며, 14 는 스크린을 나타낸다. 상기 장치에서, 상기 광원(29)으로부터 방출된 광 빔이 렌즈(6), 자외선 컷 필터(8)를 통해 통과하고, 상기 디스플레이 광 빔(12)으로서 투영되어질 상기 미러(9)상에서 반사된다.
그후에, 상기 광원(29)으로부터 방출된 상기 광 빔의 렌즈(6)를 통해 통과하고 액정 광 밸브(35)에 도달한다. 상기 액정 광 밸브(35)로부터 방출된 상기 투사된 광 빔(13)이 렌즈(6)를 통해 통과하고, 상기 스크린(14)상에 투사되어, 영상으로서 디스플레이 되어진다.
상기 동적 산란 모드형 네마틱 액정 광 밸브(35)는 이하소자가 제10도에 도시된 바와 같은 순서로 적층된 방식으로 배열되는데, 상기 소자는 상기 음극선 관(3)의 광 섬유면판(2)에 장착된 투명 전극(15)과, 반투명 전극(38)과, SeTe 광 전도층(39)과, 와이어 판(40)과, 스페이서(41)와, 네마틱 액정(42)과, 투명 전극(15) 및, 유리 기판(19)이다. (3) 문헌 3 (1986 년에 발행된 A. G. Lede buhr 에 의한 SID 86 개요의 제 379 내지 382 페이지)이 제11도에 도시된 바와 같은 투사형 디스플레이를 개시한다. 상기 투사형 디스플레이가 광 섬유 면판(2)과, 광 섬유 면판(2)에 붙어 있는 액정 광 밸브(43)와, 편광 빔 스플리터(44) 및, 다이크로의 필터(45)를 각각 갖는 음극선 관(3)을 갖는다. 제11도에서, 참조부호 숫자 11 이 전기 신호를 상기 음극선 관(3)에 공급하는 입력 와아어를 나타내며, 47 은 광원을 나타내며, 48은 상기 광원(47)으로부터 방출된 디스플레이 광 빔을 나타내며, 46 은 청색 광의 광통로 길이를 보상하는 투명판을 나타내며, 49 는 어페쳐(aperture)를 나타내며, 50 이 3 개의 트위스트 네마틱 액정 광밸브(43)에 의해 변조된 투사된 광 빔을 나타낸다.
상기 장치에서, 광원(47)으로부터 방출된 디스플레이 광 빔(48)이 미러(9), 어페쳐(9), 미러(9) 및, 렌즈(6)를 통과하여, 한쌍의 편광 빔 스플리터(44 및 44)에 도달한다.
그후 상기 광 빔이 미러(9) 및 렌즈(6)를 통과하고 상기 쌍의 다이크로익 필터에 의해 3 개의 빔으로 분할된다. 상기 3 개의 빔이 3 개의 트위스트 네마틱 액정 광 밸브(43)에 각기 들어간다. 또다른 한편으로, 상기 3 개의 트위스트 네마틱 액정 광 밸브에 의해 변조된 3 개의 광 빔이 상기 쌍의 다이크로익 필터(45)에 의해 하나의 광 빔으로 결합되고 렌즈(6), 미러(9), 편광 빔 스플리터(44), 어패쳐(49), 미러(9), 렌즈(6) 및, 미러(9)를 통과하고 투사된 광 빔(50)으로서 상기 도면에 도시되지 않은 스크린상에 투사된다. 따라서 영상이 디스플레이 된다.
각각의 액정 광 밸브(43)가 다음의 소자를 얇게 하여 제12도에 도시된 유니트로 배열되는데, 상기 소자가 배향층(51)과, 네마틱 액정층(52)과, 배향층(51)과, 유전체 다층 미러(53)와, 광 흡수층(54)과, CdS 광전도 층(55) 및, 상기 얇게 된 층의 양끝에 부착된 투명 전극이다. 제12도에서 참조부호 숫자 41 는 상기 네마틱 액정이 주변 봉입에 의해 사용되는 스페이서를 나타내며, 20 이 상기 투명 전극(15)에 연결된 교류 전원을 나타내며,19 가 각각의 투명 전극(15)의 외부측에 장착된 유리판을 나타내며, 31 이 입력 광 빔을 나타내며, 12 가 상기 액정 광 밸브(43)에 입사된 디스플레이 광 빔을 나타내고, 13 이 투사된 광 빔을 나타낸다.(4) 문헌 4 (제이. 트리아스, 더블유. 로빈슨, 티. 필립스에 의한 1988 년 판 SID 88 개요의 99 내지 101 페이지)이 제13도에 도시된 바와 같은 투사형 디스플레이를 밝혀 낸다. 상기 디스플레이에서, 아르곤 이온 레이저(56)로부터 방출된 수록 광 빔(57)이 레이저 라스터스캐너(58)를 통해 트위스트 네마틱 액정 광 밸브(54)에 입사한다. 또 다른 한편으로는, 크세논 광원(4)으로부터 방출된 디스플레이 빔이 편광 빔 스플리터(44)를 통해 액정 광 밸브(43)의 다른 표면에 입사되고, 상기 표면상에서 반사된 광 빔 즉, 투사된 광 빔(13)이 투사 렌즈(6)를 통해 스크린(상기 도면에 도시되지 않음)상에 투사되어, 영상을 디스플레이 한다.
제13도에서, 참조부호 숫자 59 는 입력 전기 신호를 나타내며, 60 은 상기 입력 전기 신호(59)에 따라 상기 레이저 라스터 스캐너(58)를 구동하는 레이저 라스터 스캐너 일렉트로닉스를 나타낸다. (5) 문헌 5 (와이. 모리, 와이. 나가에, 이. 가네꼬, 에이취. 가와까미, 티. 하시모또, 에이취. 시라이시 등에 의한 1988년 4 월에 발행된 디스플레이의 51 내지 55 페이지)이 제14도에 도시된 바와 같은 투사형 디스플레이를 밝혀낸다. 상기 도면에서, 레이저 다이오드(61)로부터 방출된 수록 광 빔(62)이 X-Y 스캐너(64)를 통해 스메틱 액정 광 밸브(65)에 입사된다.
또 다른 한편으로, 크세논 광원(4)으로부터 방출된 디스플레이 빔(12)이 다이크로익 프로즘(66)을 통해 액정 광 밸브(65)의 다른 표면상에 입사되고 상기 밸브 상에서 반사된 빔이 투사 렌즈(67)를 통해 스크린(14)상에 투사된다. 제14도에서, 참조부호 숫자 68 은 액정 광 밸브 구동 회로를 나타내며, 66은 파장 필터를 나타내며, 69는 f-θ렌즈를 나타내며, 63 은 집속렌즈를 나타내며, 70 은 편광 프리즘을 나타내며, 71 은 빔 스플리터, 72 는 X-Y 스캐너 구동 회로, 73 은 시스템 제어 회로,74 는 레이저 다이오드 구동 회로를 나타낸다.
상기 스메틱 액정 광 밸브(65)가 제15도에 도시된 바와 같은 순서로 이하소자를 얇게 만들도록 배열되는데, 상기 수자가 투명 전극(15), 배향 층(51), 스메틱 액정 층(75), 배향 층(51), 금속 미러(76), 열 흡수층(77), 상기 층 유닛이 양측면에 제공된 유리기판(19)의 다른 표면에 부착된 비반사 막이다.
전술된 종래의 광 수록식 투하형 디스플레이는 이하 단점을 갖는다.
(1) 상기 (1)에서 설명되었고 제8도에 도시된 문헌 1 의 상기 투사형 디스플레이가 다음에 말하는 것을 초래하는 DKDP 결정(251)의 전기 광학 효과를 이용한다.
(1-1) 상기 투사형 디스플레이가 편광 빔 스플리터(28)와 같은 편광기 및 분광기를 필요로 한다. 상기가 디스플레이 광 빔의 유효성을 50% 이하로 감소시킨다.
(1-2) 디스플레이 광 빔(12)의 폭 넓은 공간 폭이 영상의 대조 비율을 감소시킬 것이다.
(1-3) 상기 DKDP 결정(251)이 보다 얇게 만들어졌을시에, 상기 해상도가 개선될 것이다. 그러나, 벌크 단일 결정을 연마하므로 특정한 두께(현 기술에 의해 약 100 두께)이상으로 얇아질수 없기 때문에, 상기 특정한 한계 이상으로 어렵다.
(1-4) 큰 영역의 DKDP 결정을 얻는 것이 어렵다.
(1-5)(1-3) 및 (1-4)에 설명된 이유 때문에 그 해상도 영상을 디스플레이하는 것이 어렵다.
(1-6) 펠티어 소자(27)가 약 -50℃ 까지 상기 DKDP 결정(251)을 냉각하기 위해 사용되야 한다. 상기가 장치를 복잡하게 한다.
(1-7) 구동 전압이 크다.
따라서, 문헌 1의 디스플레이가 고 해상도 영상을 디스플레이하는데 부적합하다.
(2) 상기 (2)에 설명되었고 제9도 및 제10도에 도시된 문헌 2 의 상기 투사형 디스플레이는, 동적 산란 모드 형 네마틱 액정이 광 밸브(35)로서 사용도기 때문에, 이하 문제를 발생한다.
(2-1) 상기 액정의 응답 속도가 매우 느리다.
(2-2) 상기 액정이 구동 전류에 종속되기 때문에, 상기 액정의 전력 소모가 크고, 상기 액정의 수명이 짧다.
(2-3) 상기 투사형 디스플레이가 디스플레이된 영상의 낮은 대조비율과 같은 단점을 갖는다. 따라서, 문헌 2 의 디스플레이가 영화를 디스플레이하는데 부적합하다.
(2-4) 덧붙여, 상기 디스플레이가 해상도를 감소시키는 와이어 판(40)을 사용한다.
(3) 상기 (3)에 설명되었고 제11도 및 제12도에 도시된 문헌 3 의 상기 투사형 디스플레이는, 상기 액정 광 밸브(43)가 트위스트 네마틱 액정의 복굴절성을 사용하기 때문에, 이하 문제점을 갖고 있다.
(3-1) 상기 디스플레이가 (1)에 설명된 디스플레이에 관해서는 (1-1), (1-3) 및 (1-4)와 유사한 문제점을 갖고 있다.
(3-2) 덧붙여, 상기 액정층의 두께의 변화가 전체 층에 대해 약 ±50 nm 내에서 제한되어야 한다. 상기가 큰 영역 및 설명하고 균일한 특성의 액정 광 밸브의 제조를 매우 어렵게한다.
(3-3) 액정 및 CdS 광전도층의 응답속도가 느리다.
따라서, 문헌 3 의 디스플레이가 고해상도 영화를 디스플레이하는데 부적합하다.
(4) 상기 (4)에 설명되었고, 제13도에 도시된 문헌 4 의 상기 투하형 디스플레이는, 상기 디스플레이가 상기 (3)의 디스플레이에 사용된것과 동일한 액정 광 밸브를 사용하기 때문에 이하 문제점을 갖고 있다.
(4-1) 상기 디스플레이가 (3)에 설명된 디스플레이에 관해서는 (3-1), (3-2) 및 (3-3)과 유사한 문제점을 갖고 있다.
(4-2) 덧붙여, 수록 광원(56) 및 빔 스플리터(44)가 보다 복잡하게 된다.
(4-3) 레이저 라스터 스캐너(58)는 음향 광학 효과를 사용하는 진행-파 렌즈를 사용하므로 수록 광 빔(57)이 2 차원 주사를 수행하게 한다. 상기가 응축점 주변에 더큰 크기의 회절 광을 발생하여, 상기 해상도를 저하시킨다.
따라서, 문헌 4 의 디스플레이가 고 해상도 영화를 디스플레이하는데 부적합하다.
(5) 상기 (5)에 설명되었고 제14도 및 제15도에 도시된 문헌 5 의 투사형 디스플레이가 이하 원리로 동작한다 : 상기 디스플레이는 수록 광 빔(62)이 스메틱 액정 광 밸브(65)상에 주사되게하며, 수록 광 빔(62)의 열 에너지를 사용하므로 상기 액정 광 밸브(65)에 간직된 스메틱 액정을 균질 상태에서 산란 상태로 변환시키며, 디스플레이 광 빔을 송신 또는 산란시킨다.
상기가 이하 문제점을 노출한다.
(5-1) 비록 해상도가 높더라도, 응답 속도가 매우느리다.
예를들어 한 토막의 스틸 영상을 디스플레이하는데도 10 초 또는 약 1 분이 걸린다.
(5-2) 그레이 스케일 영상을 디스플레이하는 것이 어렵다. 즉, 풀-칼라 디스플레이를 이루는 것이 어렵다.
(5-3) 상기 빔 스캐너(64)가 고 정밀도 주사를 수행해야 한다.
따라서, 문헌 5 의 디스플레이가 영화를 디스플레이하는데 부적합하다.
[발명의 상세한 설명]
따라서, 본 발명의 목적은 전술된 다양한 문제를 해결할 수 있는 광수록식 투사형 디스플레이를 제공하는 것인데, 고 특성, 밝은 영상 또는 데이터 패턴을 디스플레이할 수 있으며, 광학 파장으로 변환 될 수 있으며, 특히 불일치 광학 영상을 일치 광학 영상으로 또는 그역으로 빠르게 변환될 수 있고, 대형 스크린에 고 해상도 영화를 디스플레이 하는데 적합하다.
상기 목적을 이루기 위해, 본 발명에 광수록식 투사형 디스플레이가 제공되는데, 상기 광수록식 투사형 디스플레이에 있어서, 액정과 투명 수지 매트릭스를 포함하되, 이 수지 매트릭스는 액정의 통상적인 굴절율이나 비통상적인 굴절율과 동일하거나 랜덤하게 지향된 액정의 굴절율과 동일한 굴절율을 갖고있으며 액정이 수지 매트릭스에 봉합되어 산란되거나 수지 매트릭스가 액정에 봉합되어 산란되도록 되어 있는 액정 복합체와, 그 전체 또는 일부에 가시 스펙트럼을 가진 광을 총체적으로 반사하는 유전체 다층 막 미러와, 유전체 다층막 미러를 통해 통과하는 광 빔을 흡수하는 절연 광 흡수층과 광 전도층(기술된 순차로 적층됨) 및, 액정 복합체의 표면이나 광전도층의 표면에 배치된 투명 전극을 포함하는 공간 광 변조기와, 입력 영상 신호를 광전도층이 응답하는 스펙트럼을 가진 광 영상으로 변환하는 디스플레이 장치를 갖고 있으며, 광 영상이 공간 광 변조기를 조명하도록 하는 입사 수단과, 백색광을 발광하는 가시 광원을 갖고있으며 백색 광을 디스플레이 광 빔으로서 공간 광 변조기에 발사하는 조명 수단과, 공간 광 변조기로부터 반사되는 투사된 광 빔을 영상을 형성하기 위해 렌즈와 어페쳐를 통해 통과시키는 영상 형성 광학 시스템을 포함한다.
여기서, 상기 디스플레이 장치가 음극선 관 일수도 있다.
상기 음극선관은 상기 관의 영상 디스플레이 스크린으로서 광섬유 면판을 가질 수도 있는데, 상기 광섬유 면판이 상기 광섬유 면판의 굴절율에 가까운 굴절율을 가진 투명 액층을 통해 공간 광 변조기에 장착되어진다.
상기 디스플레이 장치는 상기 공간 광 변조기의 광전도 층이 응답하는 스펙트럼을 가진 광 빔에 의해 비춰지는 액정 텔레비젼 세트 일수도 있다. 익정 텔레비젼 세트를 통하여 전송된 광 빔은 광전도층상에 투사한다.
디스플레이는 전계가 공간 광 변조기에 인가될 때 공간 광 변조기에 입사하는 디스플레이 광 빔의 광학 패드가 공간 광 변조기에 유전체 다층막 미러에 의해 반사된 투사 광 빔의 광학 패드와는 다른 슐라이어렌 광학 시스템을 가지고 있다.
액정은 네마틱 액정, 콜레스테릭 액정 및 스메틱 액정중 하나로 할수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서 이하를 포함하는 광수록식 투사형 디스플레이가 제공된다. 즉, 액정들을 함유하는 액정 합성물과 투명 수지 매트릭스, 가시광 스펙트럼을 있는 그대로 모두 또는 일부분을 전적으로 반사시키는 유전체 다층막 미러, 광 빔을 상기 유전체 다층막 미러를 관통하여 흡수하는 격리 광 흡수층, 상기 순서로 성층된 광전도층과,상기 액정 합성물의 포면 및 상기 광전도층의 표면상에 용착된 투명 전극으로 이루어져있고, 상기 수지 매트릭스는 상기 액정들의 통상적인 또는 이상 굴절율과 같거나, 또는 임의로 지향된 액정들의 굴절율과 같은 굴절율을 갖고, 상기 액정들은 상기 수지 매트릭스로 봉해지고, 산란되거나, 또는 상기 수지 매트릭스가 액정들로 봉해지고, 산란되는 각각의 제1, 제2 및, 제3공간 광 변조기와, 청색, 녹색 및, 적색 입력 영상 신호를 제각기 광전도층이 대응하는 스펙트럼을 각각 가진 광학 영상으로 변환하는 제1, 제2 및 제3 디스플레이 장치들을 갖고 상기 광학 영상이 상기 제1, 제2 및 제3 공간 광 변조기 상에 투사시키는 투사 수단과, 가시 광원을 갖고, 상기 가시광원으로부터 투영된 백색광으로부터 스페트럼이 청색 또는 거의 청색인 제1광 빔, 스펙트럼이 녹색 또는 거의 녹색인 제2 광 빔 및, 스펙트럼이 적색 또는 거의 적색인 제3광 빔을 분리하는 광학 수단과 , 제1, 제2 및 제3 관 빔을 디스플레이 광 빔으로서, 제각기 제1, 제2 및 제3 공간 광 변조기상에 투영하기 위한 조명 수단과, 어페쳐를 갖고, 제1, 제2, 및 제3 공간 광 변조기로부터 반사된 투사 빔을풀(full) 칼라 빔이 디스플레이되는 영상으로 형성시키는 영상 형성 광학 시스템을 포함한다.
여기서, 제1, 제2 및 제3 디스플래이 장치는 음극선관으로 할 수 있다.
상기 음극선관은 그들의 영상 디스플레이 스크린으로서 광섬유 면판을 가질 수 있으며, 상기 광섬유 면판은 광섬유 면판의 것과 밀접하게 있는 굴절율을 투명 액체층을 걸쳐 제1, 제2 및 제3 공간 광 변조기에 고정시킨다.
제1, 제2 및 제3 디스플레이 장치는 제1, 제2 및 제3 공간 광 변조기의 광전도층이 대응하는 스펙트럼을 가진 광 빔에 의해 조명되어지는 액정 텔레비젼 세트로 할 수 있다.
상기 액정 텔레비젼 세트를 통하여 전송된 광 빔은 제각기 광 전도층상에 투사한다.
상기 디스플레이는 전계가 상기 제1, 제2 및 제3 공간 광 변조기에 인가될 때, 상기 제1, 제2 및 제3 공간 광 변조기상에 투사하는 디스플레이 광 빔의 광학 패드가 상기 제1 제2 및 제3 공간 광 변조기에서 유전체 다층 막 미러에 의해 반사된 투사 광 빔의 광학 패드와는 다른 슐라이어렌 광학 시스템을 가질 수 있다.
상기 액정은 네마틱 액정, 콜레스테릭 액정 및, 스메틱 액정중 하나로 할 수 있다.
상기에서 언급한 장치를 가진 본 발명은 고품질의 선명한 영상으로 디스플레이 할 수 있으며, 광학 파장으로 변환할 수 있으며, 특히, 불일치의 광학 영상을 일치의 광학 영상 또는 그와 반대로 신속히 변환할 수 있고 고 선명한 동작 영상을 큰 스크린상에 디스플레이하기에 적합하다.
보다 명료하게, 즉, (A) 본 발명을 구성하는 액정 합성물의 반응속도는 수(ms)에서 수십(ms)이며, 동적 산란모드식 액정 또는 트위스트 네마틱 액정의 것보다 빠르다. 결과로서, 본 발명의 투사형 디스플레이는 상기 (1) 내지 (5)에서 이미 설명한 종래의 투사형 디스플레이 보다 훨씬 빠른 반응속도를 가지며, 따라서 동작 영상을 디스플레이하기에 보다 적합하다.
(B) 본 발명의 투사형 디스플레이는 액정 합성물의 광산란특성을 이용하기 때문에 편광자 및/또는 분광기를 사용함이 없이 영상을 디스플레이 할 수 있다. 따라서, 본 발명은 고 공간 균일성 및 고 대비율을 지닌 선명한 디스플레이 영상을 성취할 수 있다.
더우기, 본 발명은 종래의 투사형 디스플레이의 단점들 즉, 고결정 연마 기술의 필요성, 대비율의 감소, 디스플레이 광 빔의 고평행 상태의 필요성등, 디스플레이 광 빔의 낮은 이용도등 (1)에 기술된 디스플레이의 단점들 ; 대 영역을 성취하는데 어려움, 디스플레이 광 빔의 낮은 이용도등 (3)에 기술된 디스플레이의 단점들 ; 수록 광 빔 광원의 복잡한 상태, 디스플레이 광 빔의 낮은 이용도등 (4)에 기술된 디스플레이의 단점들을 해소할 수 있다.
(C) 본 발명의 공간 광 변조기는 상기 (1), (3) 및 (4)에 기술된 종래의 투사형 디스플레이의 액정 광 밸브에 대해 필수 불가결한 액정 비향층을 필요로하지 않는다. 따라서, 본 발명의 액정층은 액체 상태의 액정층이 기판간에 끼워넣어지는 그와 같은 방법으로 배열되지 않는다. 상기는 디스플레이 스크린을 확대시키는 것이 가능케 하며, 장치의 제조를 매우 용이하게 한다.
(D) 본 발명의 액정 합성물은 주변 봉입을 지닌 기판간에 액체 상태의 액정을 간직한 종래의 액정 소자와 비교하여 매우 확대될 수 있다(제10 및 12도에 도시함). 더우기, 액정 합성물의 공간 광 변조기는 예컨대, 광전도층으로서, 비결정질의 실리콘 박막을 사용함으로서 쉽게 확대될 수 있다. 따라서, 종래의 음극선과 매칭하는 크기는 보다 쉽게 성취될 수 있다.
(E) 액정 합성물의 광전자 특성(광 전도 T 대 인가된 전압 V)은 트위스트 네마틱 액정 또는 강유전 액정의 것보다 작은 r(=dT/dV) 값을 갖는다. 상기는 아나로그 영상이 디스플레이 하는 것을 용이하게 한다. 따라서, 아나로그 디스플레이용으로 적합한 것이다.
(F) 음극선관 텔레비젼 세트 대신에 액정 텔레비젼 세트를 사용하는 것은 소형 투사형 디스플레이를 배치하는 것을 가능케 한다.
(G) 본 발명은 슐라이어렌 광학 시스템을 사용함으로서 동작 영상을 디스플레이 할수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 상기와 다른 목적, 효과, 특징 및 장점은 첨부도면과 협력하여 취해진 실시예의 다음 설명으로부터 보다 분명하게 될 것이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 광수록식 투사형 디스플레이의 배열에 대한 예를 도시하는 개략선도.
제2도는 제1도의 배열을 구성하는 공간 광 변조기의 배열에 대한 예를 도시하는 투시도.
제3a 및 3b도는 제2도의 공간 광 변조기를 구성하는 액정 합성물의 공정을 도해하는 투시도.
제4도 내지 제7도 및 제7a도는 본 발명의 광수록식 투사형 디스플레이의 배열에 대한 다른 예를 도시하는 개략선도.
제8도 내지 제15도는 문헌 1 내지 5 에 기술된 종래의 광수록식 투사형 디스플레이의 배열을 도시하고 디스플레이을 구성하는 공간 광 변조기를 도시하는 개략선도.
본 발명을 실행하기 위한 가장 좋은 모드.
본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 기술하기로 한다.
제1도는 본 발명에 따른 광수록식 투사형 디스플레이의 실시예에 대한 배열을 개략적으로 도시한 것이다. 제1도에 있어서, 참조번호(1)은 후의 제2도를 참조하여 보다 상세하게 설명될 공간 광 변조기를 나타내며, (2)는 광섬유 면판, (3)은 음극선관이다. 음극선관(3)의 영상 디스플레이 유리면판은 광섬유 면판(2)으로 대체되고, 공간 광 변조기(1)는 투명 액체층을 걸쳐 광섬유 면판(2)상에 끼워넣게된다. 음극선관(3)은 입력 와이어(11)를 통하여 인가된 전기 신호를 광학 신호, 공간 광 변조기(1)내의 광전층을 활성화하는 스펙트럼으로 변환한다.
참조번호(4)는 백색 광을 투영하므로서 가시광원으로서 동작하는 디스플레이 빔 광원을 나타낸다. 광원(4)으로서, 크세논 램프와 같은 램프, 할로겐 램프 또는 수소화물 램프가 사용될 수 있다. 오목 미러(5)를 가진 디스플레이 빔 광원(4)으로부터 투영된 백색광은 집속렌즈(6), 적외선 컷 필터(7), 자외선 컷필터(8)과, 칼라필터(8’)를 통과하고, 패드를 바꾸도록 미러(9)에 의해 반사되어, 렌즈(6')를 통과하고, 공간 광 변조기(1)상에 투사한다. 렌즈(6’ 및 6) 및, 어페쳐(10)는 공간 광 변조기(1)로부터 반사된 투시 광 빔(13)이 관통하는 영상 형성 광학시스템을 구성한다. 투사 광 빔(13)은 스크린(14)상에 투사되어, 영상을 디스플레이한다. 공간 광 변조기(1)는 교류 전원(20)에 의해 구성된다.
제2도는 제1도에 도시된 실시예의 공간 광 변조기(1)의 배열에 대한 예를 도시한 것이다. 제2도에 도시된 바와 같이, 공간 광 변조기(1)는 차례로 다음 소자, 즉 비반사(antireflection)층(190); 유리 기판(19); 투명전극(15); 액정 복합체(18); 가시 스펙트럼의 전체 또는 일부분을 모두 반사시키는 유전체 다층막 미러(17) ; 상기 유전체 다층막 미러(17)를 통하여 지나는 광 빔을 흡수하는 격리 광 흡수층(170) ; 광전도층(16); 광섬유판(2’)을 단일적으로 얇은 층으로 해서 배열된다. 교류 전원(20)은 두 개의 투명 전극(20)에 접속된다. 더욱이, 광섬유판(2’) 및 광섬유 면판(2) 사이에 투명 액정층(21)이 끼워지고 상기 투명 액정층(21)의 굴절율이 광섬유 면판(2)의 굴절율과 같거나 대략 같다.
광섬유 면판(2)은 음극선관에 필수적으로 조립되며, 즉, 광섬유 면판(2)의 한쪽표면은 음극선관 내로 하는데 반해서, 다른쪽 표면은 액체층(21)과 접촉하고 있다.
본 발명에 사용된 액정 합성물(18)은 제 3A 및 3B 도에 도시된 바와 같이, 액정(22)과 수지 매트릭스(23)를 포함하며, 상기 액정(22)은 네마틱 액정, 콜레스테릭 액정 또는, 스메틱 액정으로 구성하며, 상기 수지 매트릭스(23)는 액정의 통상적 또는 이상 굴절율 또는 액정이 임의의 방향으로 향해질때의 굴절율과 같은 굴절율을 갖는 투명 수지로 만들고, 상기 액정(22)은 수지 매트릭스(23)내에 봉해지고 산란된다.
보다 명료하게, 본 발명의 액정 합성물(18)은 다음 3개의 형중 한 형태를 취하며 ; 즉, 첫째, 상기 합성물(18)은 수지 매트릭스(23)내에 봉해지고 산란되는 액정(22)을 가지며, 상기 액정(22)은 예컨대 제3a 및 3b도에 도시된 바와 같이 다양한 형태(수백 나노미터에서 수십 마이크로 미터까지의 같이)를 취하여 산란되며 ; 둘째, 상기 합성물(18)은 마이크로캡슐과 같은 형태로 수지 매트릭스(23)에 봉해진 액정(22)을 가지며 ; 세째 상기 합성물(18)은 액정(22)내에 봉해지고 산란되어 있는 수지 매트릭스(23)를 같는다(도면에 도시되어 있지 않음).
그와 같은 배열의 액정 합성물(18)은 다음과 같은 광 빔을 제어하며, 즉, 액정(22)의 통상적 또는 이상적 굴절율이 수지 매트릭스(23)의 것과 거의 같을 때, 상기 합성물(18)은 액정(22)과 수지 매트릭스(23)의 굴절율이 상기 조건과 상이하기 때문에 전계가 액정 합성물(18)에 적용되지 않을 때, 광 빔이 산란되어지는 산란 상태에 있으며 ; 다른한편, 상기 합성물 (18)은 액정(22)과 수지 매트릭스(23)의 굴절율이 상기 조건에 거의 같기 때문에 전계가 액정 합성물(18)에 적용될 때, 광 빔이 전도되는 투명 상태로 있는다. 대안적으로, 임의적으로 향한 액정(22)의 굴절율은 수지 매트릭스(23)의 것과 거의 같을 때, 액정 합성물(18)은 전계가 적용되지 않을 때, 액정(22)과 수지 매트리스의 굴절율이 같기 때문에 투명 상태로 있는다. 다른 한편, 전계가 액정 합성물(18)에 적용될 때, 액정(22)의 굴절율과 수지 매트릭스(23)의 굴절율은 상이하며, 따라서, 상기 합성물(18)은 산란 상태로 있는다. 비록 액정 합성물(18)의 어느 한쪽형이 본 발명에 사용될 수 있을지라도, 액정(22)의 통상적 또는 이상적 굴절율이 수지 매트릭스(23)의 것과 같은 이전의 형이 보다 바람직하다 .특히, 액정(22)의 통상적인 굴절율이 수지 매트릭스(23)의 것과 같은 형이 그 자체의 성능에 최적이다.
제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이 본 발명의 광전도층(16)은 조명에 의해 그 자체의 임피던스를 신속히 감소시키는, CdS, CdSe, Se, SeTe, GaAs, Gap, Bi12Sio20, Bi12Geo20,Si, 수소-도프된 비 결정질의 실리콘막, 비 결정질의 셀레늄막등의 물질로 제조한다. 수록 광 빔에 의해 조명되고 조명되지 않을 때 광전도층(16)의 임피던스가 제각기 ZoN및 Z0FF인 것과, 액정 합성물(18)의 임피던스가 ZLC라고 가정하면, 공간 광 변조기(1)는 다음식 (1)으로 표시된 관계식을 갖는다.
광전도층(16)의 두께와 유전율이 t1및 e1으로 명시 될 때, 그리고 액정 합성물(18)의 두께 및 유전율은 t2및 e2로 정의될 때, 본 발명의 공간 광 변조기(1)는 다음식(2)으로 표시된 관계식을 갖는다.
그 다음, 본 발명의 광수록식 투사형 디스플레이의 동작은 액정(22)의 통상적인 굴절율이 수지 매트릭스(23)의 것과 거의 같은 형의 액정 합성물(18)을 공간 광 변조기(1)가 사용할 때 기술하기로 한다.
제1도 내의 입력 와이어(11)를 통사여 인가된 전기 신호가 제로일 때, 음극선관(3)의 방사 세기도 역시 제로이다.
결과적으로, 방정식(1)에 따라서 상기 공간 광 변조기(1)에 인가된 거의 모든 전압은 광전도층(16)에 인가되며, 그럼으로써 상기 액정 복합체(18)에 인가된 전압은 적다. 결과적으로, 액정(22)의 분자는 제3a도에 도시된 바와 같이 상기 수지 메트릭스(23)의 불규칙한 표면에 따르는 여러 방향을 직면한다. 상기 경우에, 상기 액정(22)은 상기 액정(22)에 둘러싸인 수지 매트릭스(23)의 굴절율(nP)과 다른 굴절율을 갖는다. 그러므로, 상기 디스플레이 광 빔(12)는 투사 광 빔(13)이 최소 세기가 되도록 액정 복합체(18)에서 산란된다.
상기 입력선(11)를 통해 인가된 전기적인 신호가 증가함에 따라, 상기 음극선관(3)의 스크린상에서 상기 형광(21')은 전기적인 신호의 레벨에 따라 증가한다. 상기 형광(21')은 광섬유 면판(2) 및 광섬유 판(2')을 통해 광전도층(16)을 조명하며, 그럼으로써 액정 복합체(18)에 인가된 전압이 증가하도록 광전도층(16)의 임피던스를 감소시킨다. 입력선(11)에 인가된 전기적인 신호의 레벨이 충분히 클 때, 상기 액정 복합체(18)의 액정 분자의 세로축은 제3b도에 도시된 바와 같이 인가된 전계의 방향으로 정렬한다. 상기 액정(22)의 보통 굴절율 nO이 수지 매트릭스(23)의 굴절율nP과 대략 동일하기 때문에, 액정 복합체(18)상에서 대략 정상적으로 투사하는 디스플레이 공 빔(12)은 산란없이 액정(22)을 통과한다. 결과적으로, 상기 투사 광 빔(13)은 유전체 다층 막 미러(17)에 의해 반사되며 그리고 최대의 세기를 가진다.
상기 경우에, 상기 스크린상에 투사된 화상은 음극선관(3)에서 방출된 원래의 관 화상보다 밝게 되고 커진 화상이다.
상기 스크린(14)상에 투사된 화상의 스펙트럼은 칼라 필터(8')에 의해 선택적으로 발췌될 수 있다. 상기 스크린(14)상에 투사된 화상의 대조율 및 휘도는 장 스톱으로 가능하는 어페쳐(10)에 의해 조립될 수 있으며 즉 어페쳐(10)의 열림이 더 커졌을 때, 스크린(14)상에 투사된 화상의 휘도가 증가하며, 반면에 대조율은 감소하며, 그와는 대조적으로, 어페쳐(10)의 열림이 더 작아졌을 때, 스크린(14)상에 주사된 화상의 대조가 개선되며, 반면에 상기 휘도는 감소한다.
제4도는 본 발명의 광 수록식 투사형 디스플레이의 다른 배열을 도시한다. 제4도의 디스플레이는 제1도에 도시된 바와 같은 음극선관을 포함하는 구성을 갖는 각기 셋의 세트를 사용하면서 배열된 풀(full)-칼라 투사형 디스플레이 이다. 제4도에서, 도면번호(24)는 광 빔(12)의 일부분을 반사하는 다이크로익 미러를 가르키고 상기 광 빔(12)의 다른 부분, 가시 광원(4)에서 방출된 백색 광중 청색 또는 청색 광(12B)에 가까운 스펙트럼(이하에서 청색 광 빔(12B)으로 불리운다)을 갖는 광 빔(12)의 부분을 전송한다. 도면번호(25)는 상기 다이크로익 미러(24)를 통과하는 가시광의 일부분을 반사하고 그 다른 부분을 반사하는 다이크로익 미러를 가리키며, 상기 광 빔의 부분은 녹색 또는 녹색 광(12G) (이하에서 녹색 광 빔(12G)으로 불리운다)에 가까운 스펙트럼을 가지며, 광 빔의 다른 부분은 적색 또는 적색 광(12R) (이하에서 적색 광 빔(12R)으로 불리운다)에 가까운 스펙트럼을 갖는다.
제4도에 있어서, 도면번호(1B 및 3B)는 청색 광 빔(12B)에 응답하는 공간 광 변조기 및 음극선관을 가르키고, 청색 광 빔(12B)를 상기 청색 광 빔(12B)을 변조하므로써 투사 광 빔(13B)으로 변환한다. 도면번호(1R 및 3R)는 적색 광 빔(12R)에 응답하는 공간 광 변조기 및 음극선관을 가르키고, 적색 광 빔(12R)을 변조하므로써 적색 광 빔(12R)을 투사 광 빔(13R)로 변환한다. 도면번호(1G 및 3G)는 녹색 광 빔(12G)에 응답하는 공간 광 변조기 및 음극선관을 가르키고, 녹색 광 빔(12G)을 변조하므로써 녹색 광 빔(12G)을 투사 광 빔(13G)으로 변환한다. 상기 각기 투사 광 빔(13B,13R 및 13G)은 다이크로익 미러(24 및 25)에 의해 투사 광 빔(13)에 결합되고,상기 광 빔(13)은 디스플레이되는 스크린(14)상에 투사된다.
제5도는 본 발명의 광 수록식 투사형 디스플레이의 다른 배열을 도시한다. 제5도의 배열에서, 제4도의 배열에서의 다이크로익 미러(24 및 25)는 제거되고 넷의 다이크로익 프리즘(26)에 의해 대치된다. 우연히, 제5도에서, 공간 광 변조기(1B,1G 및 1R)로부터 반사되고 광 변조기 상에서 투사하는 광 빔은 단순성을 위해, 그들이 동일한 광 경로를 통과하는 것처럼 묘사된다. 실제로, 그러나, 상기 광 빔(12B 및 13B, 12G 및 12R 및 13R)이 제4도에 도시된 바와 같이 약간 다른 광 경로를 통과하는 것처럼 그들은 약간 다른 경로를 통과한다.
본 발명의 광 수록식 투사형 디스플레이는 제1도의 광섬유 면판을 갖는 음극선관-대신에 일반적인 종래 음극선관을 사용할 수 있다. 상기 디스플레이식은 일반적인 종래 음극선관(3')상의 화상이 렌즈(6''')를 통해 공간 광 변조기(1)상에서 촛점이 맞춰지는 제6도에 도시된 바와 같이 배열될 수 있다.
상기 경우에, 공간 광 변조기(1)의 광섬유판(2') 대신에 투명 유리 기판을 사용하는 것이 좋다. 비슷하게, 제4도 및 제5도에 도시된 실시예의 배열은 광 섬유 면판을 갖는 음극선관 대신에 일반적인 종래 음극선관(3') 및 렌즈(6''')의 결합을 사용할 수 있다.
게다가, 제7도에 도시했듯이 본 발명의 광 수록식 투사형 디스플레이는 제6도의 음극선관대신에 액정 텔레비젼 세트(80)을 사용할 수 있다 제7도에서, 도면번호(82)는 편광기를 가르키고 도면번호(81)는 공간 광 변조기(1)를 구성하는 광전도층(16)의 광전도 효과를 효과적으로 발생하는 스펙트럼을 갖는 수록 광 빔을 가르킨다. 부가적으로, 수록 광 빔(81)을 만들기 위해 렌즈(6''') 및 공간 광 변조기 (1)간에 제2어페쳐(10')를 삽입합으로써 밀착 광이 액정 텔레비젼 세트(80)의 불필요한 화상(스크린상에 투사된 세트의 박막 트렌지스터 회로 또는 매트릭스의 와이어링과 같은 화상)을 제거하는 것이 가능하다. 그것은 상기 공간 광 변조기(1)상에 원래 화상만을 기록하는 것이 가능하고, 그럼으로써 불균일성 없이 투사 화상을 고품질로 이루게 한다.
더우기, 제4도 및 제5도에 도시된 실시예의 배열에서, 상기 액정 텔레비젼 세트(80) 및 촛점 렌즈(6''')의 결합은 상기 투하형 디스플레이를 이루기 위해 광섬유 면판을 갖는 음극선관 대신에 사용될 수 있다. 게다가, 제7a도에 도시했듯이, 본 발명의 광 수록형 투사 디스플레이는 일반 및 투명 전극을 갖는 유리 기판 대신에 일반 및 투명 전극을 갖는 광섬유판(2'')을 구비한 액정 텔레비젼 세트(83)를 사용할 수 있다. 렌즈(6''')는 차례로 다음 소자, 즉 광섬유판(2''); 투명 액정층(21); 편공기(82); 투명 액정층(21); 광섬유판(2'')을 단일적으로 얇은 층으로 함으로써 제거될 수 있다.
특히, 게스트-호스트(guest-host)형 액정이 액정 텔레비젼 세트에서 사용될 때 2 개의 광섬유판 간에 삽입된 편광기(82)는 제거될 수 있다.
또한, 제4 및 제5도에서 도시된 실시예의 장치에서 액정 텔레비젼 세트(83)는 음극선과 대신에 광섬유 면판으로써 사용될 수 있어 투사형 디스플레이를 구성한다.
제1도, 제4도, 제5도, 제6도 및 제7도와 관련하여 상기 설명된 본 발명의 투사형 디스플레이는 디스플레이광 빔(12) 및 투사 광 빔(13)의 광 경로가 다른 슐라이어렌(schlieren)광 시스템을 이용한다. 상기 슐라이어렌 광시스템을 이용한 제9도 및 제14도의 종래 투사형 디스플레이가 정지 화상만을 디스플레이 할 수 있지만, 본 발명의 투사형 디스플레이는 정지 및 동작 화상 둘 다를 디스플레이 할 수 있다.
대안으로, 제1도, 제4도, 제5도, 제6도 및 제7도의 미러(9)는 상기 디스플레이 광 빔(12) 및 상기 투사 광 빔(13)의 광 경로가 일치하도록 하기 위해 절반 미러(도시안된)로 대치될 수 있다.
실제예에서처럼, 제7도의 디스플레이는 다음 요소 즉 0.5 mm 두께의 Bi12SiO20의 광전도층, 시안비페닐을 기초로 하는 네마틱 액정 및 아크릴 수지를 만드는 20 ㎛ 두께의 액정 복합체, 70 nm 두께의 투명 전극(15), 및 1 mm 두께의 투명 유리기판(19)을 갖는 공간 광 변조기(1)를 사용함으로써 만들어진다.
상기 디스플레이는 기대하는 바와 같이 투사 화상을 양호하게 이룰 수 있다. 여기서, 상기 액정 텔레비젼 세트(80)는 3 인치 흑백 포켓식 액정 텔레비젼 세트를 사용한다. 상기 광원(4)은 1kw 크세논 램프를 사용하고, 칼러필터(8’)는 560 nm 이하인 광빔의 파장을 차단하는 칼러 필터를 사용한다. 부가적으로, 실시예의 디스플레이가 특히, 대형 스크린 디스플레이와 같은 투사형 디스플레이로 양호하게 사용되고, 상기 디스플레이는 스크린(14)상에서 1.4 m ×1.1 m 의 동작 화상을 재생할 수 있었다.
[산업 응용성]
상기 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라서, 다음의 뛰어난 결과가 얻어질수 있다
(1) 본 발명의 수록식 투사형 디스플레이는 편광기 및/ 또는 분광기를 필요로 하지 않는다. 결과적으로, 본 발명의 디스플레이 화상은 편광기 및 분공기를 사용하는 종래 투사형 디스플레이의 화상 휘도를 2 배 이상으로 한다.
(2) 종래 공간 광 변조기에서 사용된 액정상에서 수행되는 배향 처리를 필요로 하지 않는다. 그것은 광역 공간 광 변조기를 제조하는 것을 가능하게 한다. 그러므로, 고선명의 밝은 광역 화상은 쉽게 디스플레이 될 수 없다.
(3) 액정의 복굴절 또는 광 로타리 파워를 사용하지 않는다. 그것은 화상의 불균일성을 감소시킨다.
(4) 공간 광 변조기상에서 투사하는 디스플레이 광 빔을 크게 조종하는 것이 필요치 않고, 그럼으로써, 상기 디스플레이 광원의 광 방출영역은 오히려 커질 수 있다. 그것은 밝은 디스플레이 화상을 이룬다.
(5) 본 발명의 투사형 디스플레이는 트위스트 네마틱 액정 또는 동적 산란 모드식 액정으로 구성된 공간 광 변조기를 사용하는 종래 광 수록식 투사 형 디스플레이와 비교해 짧은 응답 시간을 가진다. 즉 본 발명에서 사용된 공간 광 변조기의 상승 및 하강 시간의 총 시간은 약 수초 내지 수십초이고, 그것은 트위스트 네마틱 액정을 사용한 종래 광 수록식 공간 광 변조기의 상승 및 하강 시간의 총시간(50 밀리초 내지 수백 밀리초)보다 짧다.
(6) 본 발명에 사용된 공간 광 변조기가 입력-출력 광 특성을 보여주기 때문에 그것의 r 값은 적으며, 그것은 아나로그 광 화상을 디스플레이 하기 위해 양호하게 사용된다. 대조적으로, 종래 광 수록식 공간 광 변조기가 큰 r 값을 가지기 때문에, 그것은 아나로그 광 화상들을 디스플레이 하기에 적합하지 않다.
(7) 상기 슐라이어렌 광시스템을 사용함으로써 동작 화상을 디스플레이 할 수 있다.
본 발명이 양호한 실시예에 관련하여 자세하게 설명되는 동안, 많은 수정, 변이, 변화 및 등가가 본 발명의 정신 및 범위를 어긋남이 없이 숙련된 자에 의해 이루어질 것이 이해될 것이다. 따라서, 상기 발명은 청구항의 범위에 의해서만이 제한되는 것이 의도된다.

Claims (12)

  1. 광 수록식 투사형 디스플레이에 있어서 비반사(antireflection)층(190)과, 유리 기판과, 네마틱 액정과 콜레스테릭(choresteric) 액정과 스멕틱(smectic) 액정과 투명 수지(resin) 매트릭스중 하나를 포함하는 액정 복합체와 가시 스펙트럼을 구비한 광을 유전체 다층막 미러의 전체 또는 일부에 모두 반사시키는 유전체 다층막 미러와, 상기 유전체 다층막 미러를 통해서 지나는 광 빔을 흡수하는 격리 광 흡수층과, 광 전도층과, 투명 전극과, 광섬유판의 차례로 얇게 구비하는 공간 광 변조기로서, 상기 투명 전극은 액정 복합체 표면 및 광도전층 표면상에 배치되고, 상기 수지 매트릭스는 상기 액정의 통상적이거나 비통상적인(extra odinarg) 굴절율과 동일하거나 랜덤하게 지향된 상기 액정의 굴절율과 동일한 굴절율을 갖고 있으며 상기 액정은 상기 수지 매트릭스에서 봉합되고 산란되거나, 상기 수지 매트릭스는 상기 액정에서 봉합되고 산란되는 공간 광 변조기와, 입력 영상 신호를, 광 도전층이 응답하는, 스펙트럼을 가진 광 영상으로 변환하는 디스플레이 장치를 가지며, 상기 광 영상으로 하여금 상기 공간 변조기에 조명하도록 하는 입사 수단과, 백색 광을 발광하는 가시 광원을 갖고 있으며, 백색 광을 디스플레이 광 빔으로서 공간 광 변조기에 발사하는 조명 수단과, 공간 광 변조기로부터 반사되는 투사된 광 빔으로 하여금 영상을 형성하기 위해 렌즈 및 어페쳐(aprture)를 통해 지나게 하고, 전계가 공간 광 변조기에 인가될 때, 공간 광 변조기로부터 반사되는 투사된 광 빔의 광 경로를 공간 광 변조기에 입사되는 디스플레이된 광 빔의 광 경로와 다르게 하는 영상 형성 광학 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 장치가 음극선관으로 되어있는 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  3. 제2항에 있어서, 상기 음극선관이 그 영상 디스플레이 스크린으로서 광섬유 면판을 갖고 있으며, 상기 광섬유면판이 그 광섬유 면판의 굴절율과 비슷한 굴절율을 가진 투명 액체층을 통해 공간 광 변조기에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  4. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는, 공간 광 변조기의 광 전도층이 응답하는, 스펙트럼을 가진 광 빔에 의해 조명되는 액정 텔레비젼 셋트로되어 있고, 상기 광 빔은 액정 텔레비젼 셋트를 통해 통과한후 광도전층에 입사되는 광 빔인 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  5. 제4항에 있어서, 상기 디스플레이 장치가 일반 및 투명 전극을 구비한 광섬유판을갖는 액정 텔레비젼 셋트이며, 상기 액정 텔레비젼 셋트의 광섬유판이 그 광섬유판의 굴절율과 비슷한 굴절율을 가진 투명 액체층과 편광기를 경유해 공간 광 변조기의 광섬유면판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  6. 제5항에 있어서, 상기 디스플레이 장치가 공통 및 투명 전극 및 게스트-호스트(guest-host)형 액정을 구비한 광섬유판을 갖는 액정텔레비젼 셋트이고, 상기 액정 텔레비젼 셋트의 광섬유판이 그 광섬유판의 굴절율과 비슷한 굴절율을 가진 투명 액정층과 편광기를 경유해 공간 광 변조기의 광섬유판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  7. 광 수록식 투사형 디스플레이에 있어 비반사(antireflection)층(190)과, 유리 기판과, 네마틱 액정과 콜레스테릭(choresteric) 액정과 스멕틱(smectic) 액정과 투명 수지(resin) 매트리스중 하나를 포함하는 액정 복합체와, 가시 스펙트럼을 구비한 광을 유전체 다층막 미러의 전체 또는 일부에 모두 반사시키는 유전체 다층막 미러의 전체 또는 일부에 모두 반사시키는 유전체 다층막 미러와, 상기 유전체 다층막 미러를 통해서 지나는 광 빔을 흡수하는 격리 광 흡수층과 ,광전도층과, 투명 전극과, 광섬유판의 차례로 얇게 각각 구비하는 제1, 2, 및 3 공간 광 변조기로서, 상기 투명 전극은 액정 복합체 표면 및 광도전층 표면상에 배치되고, 상기수지 매트릭스는 상기 액정의 통상적이거나 비통상적인(extra odinarg) 굴절율과 동일하거나 랜덤하게 지향된 상기 액정의 굴절율과 동일한 굴절율을 갖고 있으며, 상기 액정은 상기 수지 매트릭스에서 봉합되고 산란되거나, 상기 수지 매트릭스는 상기 액정에서 봉합되고 산란되는 제1, 2, 및 3 공간 광 변조기와, 청색, 녹색 및 적색 입력 영상 신호 각각을 광 도전층이 응답하는, 스펙트럼을 가진 광 영상으로 변환하는 제1 내지 3 디스플레이 장치를 가지며, 상기 광 영상으로 하여금 상기 제1 내지 3 공간 변조기에 조명하도록 하는 입사 수단과, 가시광선을 갖고 있으며, 이 가시 광선으로부터 방사된 백색 광으로부터 청색 또는 준 청색 파장을 가진 제1 광 빔과 녹색 또는 준 녹색 파장을 가진 제2 광 빔 및 적색 또는 준 적색 파장을 가진 제3 광 빔을 분리시키는 광학 수단과, 상기 제1, 2 및 3 광 빔 각각을 디스플레이 광 빔으로서 상기 제1, 2 및 3 공간 광 변조기에 발사하는 조명 수단과, 상기 제1, 2 및 3 공간 광 변조기로부터 반사되는 투사된 광 빔으로 하여금 영상을 형성하기 위해 렌즈 및 어페쳐(aprture)를 통해 지나게 하고, 전계가 상기 제1, 2 및 3 공간 광 변조기에 인가될 때, 상기 제1, 2 및 3 공간 광 변조기로부터 반사되는 투사된 광 빔의 각 광 경로를 제1, 2 및 3 공간 광 변조기에 입사되는 디스플레이된 광 빔의 각 광 경로와 다르게 하는 영상 형성 광학 시스템을 구비하며, 여기서 풀(full) 컬러 영상이 디스플레이 되는 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1, 2 및 제3 디스플레이 장치가 음극선관인 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  9. 제8항에 있어서, 상기 음극선관이 그 영상 디스플레이 스크린으로서 광섬유 면판을 가지며, 상기 광섬유 면판은 그 섬유 면판의 굴절율과 비슷한 굴절율을 가진 투명 액체층을 경유해 제1, 제2 및 제3 공간 광 변조기에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 디스플레이 장치는 , 제1, 제2 및 제3 공간 광 변조기의 광 전도층이 응답하는, 스펙트럼을 가진 광 빔에 의해 조명되는 액정 텔레비젼 셋트이고, 상기 광 빔은 제1, 제2 및 제3 액정 텔레비젼 셋트를 통해 통과한후에 제1, 제2 및 제3 공간 광 변조기의 광 전도층에 입사되는 광 빔인 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  11. 제10항에 있어서, 각 디스플레이 장치가 일반 및 투명 전극을 구비한 광섬유판을 갖는 액정 텔레비젼 셋트이며, 각 액정 텔레비젼 셋트의 광섬유판이 그 광섬유판의 굴절율과 비슷한 굴절율을 가진 투명 액체층과 편광기를 경유해 각 공간 광 변조기의 광섬유면판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
  12. 제11항에 있어서, 각 디스플레이 장치가 일반 및 투명 전극 및 게스트-호스트(guest-host)형 액정을 구비한 광섬유판을 갖는 액정 텔레비젼 셋트이고, 각 액정 텔레비젼 셋트의 광섬유판이 그 광섬유판의 굴절율과 비슷한 굴절율을 가진 투명 액정층을 편광기를 경유해 각 공간 광 변조기의 광섬유판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 수록식 투사형 디스플레이.
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