KR20000014574A - Color lcd - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 칼라 액정표시장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 칼라 필터 없이 칼라 화상의 구현이 가능한 칼라 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a color liquid crystal display device, and more particularly, to a color liquid crystal display device capable of realizing a color image without a color filter.
칼라 액정표시장치는 외부로부터 광을 받아 눈에 보이게되는 수광소자로서, 소비전력이 다른 디바이스(device)에 비하여 소비전력이 매우 작고 초소형에서 대형까지 각종 크기의 생산이 가능하며 표시패턴을 다양화할 수 있다는 이점이 있어 표시장치 분야에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다.The color liquid crystal display is a light receiving element that receives light from the outside and is visible, and consumes less power than other devices, and can produce various sizes from ultra small to large, and can diversify display patterns. It has the advantage that it occupies a very important position in the display device field.
제1도에는 이러한 특성을 갖는 액정표시장치의 일 예를 나타내 보였다. 도시된 바와 같이 상호 대행되도록 설치된 상,하부기판(11)(11')과 상호 대행되는 면에 소정의 매트릭스 타입으로 형성된 상하부 전극(12)(12')과, 상하부전극(12)(12')이 형성된 상하부 기판(11)(11')에 배향막(13)(13')되고 이 배향막(13)(13') 사이에는 액정(14)이 개재된다. 상기 상하부 기판(11)(11')의 상하부에는 편광판(14)(14')이 설치된다. 그리고 상기 상부 기판과 편광판의 사이 또는 편광판(14)의 상면에는 백색광을 이용하여 칼라 화상을 구현하기 위한 칼라 필터(15)가 설치된다. 이 칼라 필터는 도면에 도시되어 있지 않으나 기판 위에 소정의 패턴으로 형성된 블랙 매트릭스층과, 상기 블랙 매트릭스층 사이에 형성되어 있는 적색, 청색 및 녹색 칼라필터층, 그리고 상기 블랙 매트릭스층과 칼라필터층의 상부에는 보호층이 형성되어 구조로 이루어져 있다. 그리고 상기 하부기판(11')의 하면에는 백 라이트(16)가 설치된다.1 shows an example of a liquid crystal display having such characteristics. As shown in the figure, the upper and lower electrodes 12 and 12 'formed in a predetermined matrix type on the surfaces of the upper and lower substrates 11 and 11' installed to be opposed to each other, and the upper and lower electrodes 12 and 12 '. ) Is formed on the upper and lower substrates 11 and 11 'and the alignment films 13 and 13' are formed, and the liquid crystal 14 is interposed between the alignment films 13 and 13 '. Polarizing plates 14 and 14 'are provided on upper and lower portions of the upper and lower substrates 11 and 11'. A color filter 15 is provided between the upper substrate and the polarizing plate or on the upper surface of the polarizing plate 14 to implement a color image using white light. Although not shown in the drawing, the color filter includes a black matrix layer formed in a predetermined pattern on a substrate, a red, blue and green color filter layer formed between the black matrix layer, and an upper portion of the black matrix layer and the color filter layer. A protective layer is formed and consists of a structure. In addition, a back light 16 is installed on the lower surface of the lower substrate 11 ′.
상기와 같이 구성된 종래 액정표시장치는 상하부 전극(12)(12')들중 선택된 전극에 소정의 전압이 인가됨에 따라 액정이 배향된다. 그리고 상기 백라이트(16)로부터 조사된 백색광은 편광판(14')과 상기 배향된 액정 및 칼라 필터(15)를 통과함으로써 칼라 화상을 구현하게 된다.In the conventional liquid crystal display device configured as described above, the liquid crystal is aligned as a predetermined voltage is applied to the selected one of the upper and lower electrodes 12 and 12 ′. The white light emitted from the backlight 16 passes through the polarizing plate 14 ′ and the oriented liquid crystal and color filter 15 to implement a color image.
상술한 바와 같이 칼라 화상을 구현하는 액정표시 장치는 백라이트(16)로부터 조사된 백색광이 상기 칼라 필터(15) 층에서 광량의 2/3 정도가 흡수되므로 화상의 휘도가 저하된다. 또한 칼라 필터는 칼라 화상을 구현하기 위하여 적,청,녹색의 세 화소가 소정의 패턴 즉, 도트 패턴으로 배열되어야 하므로 색실현을 위한 해상도가 좋지 않은 문제점을 가지고 있다.As described above, in the liquid crystal display device implementing the color image, since white light emitted from the backlight 16 absorbs about 2/3 of the amount of light from the color filter 15 layer, the brightness of the image is reduced. In addition, the color filter has a problem in that the resolution for color realization is poor because three pixels of red, blue, and green should be arranged in a predetermined pattern, that is, a dot pattern, to implement a color image.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 화상의 휘도와 해상도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of improving the brightness and resolution of an image.
본 발명의 다른 목적은 광학 응답시간을 발광체의 발광시간과 매칭시켜 동화상 구현이 가능한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of realizing moving images by matching the optical response time with the light emitting time of the light emitter.
도 1은 종래 액정 표시소자의 단면도,1 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device;
도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 단면도,2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention;
도 3은 발광수단을 도시한 분리 사시도,3 is an exploded perspective view showing the light emitting means;
도 4은 투과광의 발광상태를 나타내 보인 그래프4 is a graph showing a light emission state of transmitted light
<도면부호의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing code>
20; 액정셀 21; 상부기판20; Liquid crystal cell 21; Upper board
21'; 하부기판21 '; Lower substrate
40; 발광수단 49a; 청색 형광체40; Light emitting means 49a; Blue phosphor
49b; 녹색 형광체 49c; 적색 형광체49b; Green phosphor 49c; Red phosphor
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 화상신호에 따라 화상을 형성하는 액정셀과, 상기 액정셀의 하부에 설치되어 적, 녹, 청색의 광을 상기 칼라 화상의 구동과 연동되어 온 오프되는 발광수단을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal cell for forming an image according to an image signal, and the light emission is provided on the lower portion of the liquid crystal cell to turn off red, green, and blue light in conjunction with driving the color image. It is characterized by including the means.
상기 목적을 달성하기 위한 액정표시장치의 구동방법은, 액정셀에 의해 한 프레임을 형성하는 단계와, 액정셀에 의한 프레임 형성단계와 연계하여 적색의 광을 소정시간 조사하는 단계와, 상기 적색의 광이 소멸된 상태에서 녹색의 광을 액정셀에 조사하는 단계와, 상기 녹색의 광이 소멸된 상태에서 적색의 광을 액정셀에 조사하는 단계를 포함하여 칼라 화상을 구현하 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a driving method of a liquid crystal display device includes: forming a frame by a liquid crystal cell, irradiating a red light with a predetermined time in association with a frame forming step by a liquid crystal cell, and Irradiating green light to the liquid crystal cell in a state where light is extinguished, and irradiating red light to the liquid crystal cell in a state where the green light is extinguished, thereby implementing a color image. .
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 액정 표시장치의 칼라 화상 구현방법은 액정셀에 의해 한 프레임을 형성하는 단계와, 액정셀에 적색의 광을 소정시간 조사하는 단계와, 상기 적색의 광이 소멸된 상태에서 녹색의 광을 액정셀에 조사하는 단계와, 상기 녹색의 광이 소멸된 상태에서 적색의 광을 액정셀에 조사하는 단계를 포함한다. 여기에서 상기 적, 녹, 청색의 광은 각각 상호간에 액정셀에 조사되어 시청자에게 잔상이 남아 있는 동안 연속하여 조사되어야 한다. 그리고 상기 각 액정셀에 조사되는 광은 액정셀에 전위의 인가로 액정이 배향되어 화상을 형성하는 응답시간과 연계되어 조사되어야 함은 물론이다.The color image implementation method of the liquid crystal display according to the present invention comprises the steps of forming a frame by the liquid crystal cell, irradiating a red light to the liquid crystal cell for a predetermined time, and in the state in which the red light is extinguished Irradiating light to the liquid crystal cell, and irradiating red liquid to the liquid crystal cell in a state where the green light is extinguished. Herein, the red, green, and blue light must be irradiated to the liquid crystal cell to be irradiated successively while the afterimage remains on the viewer. And the light irradiated to each liquid crystal cell should be irradiated in association with the response time that the liquid crystal is aligned and forms an image by applying a potential to the liquid crystal cell.
그리고 본 발명에 따른 액정표시장치의 일 실시예를 도 2에 나타내 보였다.And one embodiment of the liquid crystal display according to the present invention is shown in FIG.
도시된 바와 같이 액정표시장치는 화상의 프레임을 형성하기 위한 액정셀(20)과, 상기 액정셀(20)의 하부에 설치되어 적, 녹, 청색의 광을 상기 칼라 화상의 구동과 연동되어 온 오프되는 발광수단(30)을 구비하여 구성된다.As shown in the figure, the liquid crystal display device has a liquid crystal cell 20 for forming a frame of an image, and is disposed below the liquid crystal cell 20 to provide red, green, and blue light in association with driving of the color image. It is provided with the light emitting means 30 to be turned off.
상기 액정셀(20)은 액정이 주입되는 폐쇄공간을 형성하는 상하부 기판(21)(21')와, 상기 상하부 기판(21)(21')의 상호 대향되는 면에 각각 소정의 패턴으로 형성된 상하부 전극(22)(22')과, 상기 상하부 전극(22)(22')이 형성된 상하부 기판의 상호 대향되는 면에 형성된 배향막(23)(23')과, 상기 폐쇄공간에 채워진 액정을 포함한다. 여기에서 상기 액정은 TN, STN 등이 이용될 수 있다. 여기에서 상기 액정셀(20)은 TFT 액정셀이 이용될 수도 있다.The liquid crystal cell 20 has upper and lower substrates 21 and 21 ′ which form a closed space into which liquid crystal is injected, and upper and lower portions formed in a predetermined pattern on opposite surfaces of the upper and lower substrates 21 and 21 ′, respectively. Electrodes 22 and 22 ', alignment layers 23 and 23' formed on opposite surfaces of upper and lower substrates on which upper and lower electrodes 22 and 22 'are formed, and liquid crystals filled in the closed space. . Herein, the liquid crystal may be TN, STN, or the like. Here, the liquid crystal cell 20 may be a TFT liquid crystal cell.
도 3에는 상기 액정셀(20)의 하부에 설치되는 발광수단의 다른 실시예로 AC 타입과 DC 타입의 플라즈마 표시장치중 AC 타입 플라즈마 표시장치의 일예를 나타내 보였다.3 shows an example of an AC type plasma display device among the AC type and DC type plasma display devices as another embodiment of the light emitting means installed under the liquid crystal cell 20.
도시된 바와 같이 하부기판(41)과, 상기 하부기판(41) 위에 소정의 패턴으로 형성된 제1전극(42)들과, 이 제1전극(42)이 형성된 기판(41)위에 형성된 유전체층(43)과, 이 유전체층(43) 상에 형성되어 방전거리를 유지시키고 셀간의 전기적 광학적 크로스 토크를 방지하는 격벽(44)과, 상기 격벽(44)이 형성된 하부기판(41)과 결합되며 상기 제1전극(42)과 나란하도록 소정의 패턴의 제2전극(45)들과 제3전극(46)들이 하면에 형성된 투투명한 전면기판(47)을 구비한다. 그리고 상기 전면기판(47)의 하면에는 전극들이 매립되는 유전체층(48)이 형성된다. 상기 격벽(44)에 의해 구획된 방전공간들에는 형광체층(49)이 형성되는데, 이 형광체층(49)는 적, 녹, 청색의 형광체(49a)(49b)(49c)가 상기 격벽(44)의 사이사이에 도포되어 이루어진다. 상기와 같이 구성된 플라즈마 표시장치에 있어서, 액정셀(20)에 의한 한 프레임 형성시 선택된 색상의 형광체는 동시에 발광하여야 한다. 즉, 적색의 화상의 형성시에는 플라즈마 표시소자의 모든 적색 형광체(49a)는 동시에 발광하여야 한다.As shown, the lower substrate 41, the first electrodes 42 formed in a predetermined pattern on the lower substrate 41, and the dielectric layer 43 formed on the substrate 41 on which the first electrodes 42 are formed. And a partition wall 44 formed on the dielectric layer 43 to maintain a discharge distance and to prevent electro-optical crosstalk between cells, and a lower substrate 41 on which the partition wall 44 is formed, The second electrode 45 and the third electrode 46 having a predetermined pattern are provided on the lower surface so as to be parallel to the electrode 42. The lower surface of the front substrate 47 is provided with a dielectric layer 48 in which electrodes are embedded. Phosphor layers 49 are formed in the discharge spaces partitioned by the partition walls 44. The phosphor layers 49 include red, green, and blue phosphors 49a, 49b, and 49c. ) Is applied between. In the plasma display device configured as described above, the phosphor of the selected color should emit light simultaneously when forming a frame by the liquid crystal cell 20. That is, in forming the red image, all the red phosphors 49a of the plasma display element should emit light at the same time.
발광수단은 도광판을 이용한 구성과 플라즈마 표시장치를 이용한 구성을 일예로 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않고 적, 녹, 청색의 광을 얻을 수 있는 구성이면 어느 것이나 가능하다. 예컨데, 형광표시관, 유기 EL,등이 이용가능한다.The light emitting unit has been described as an example using a light guide plate and a configuration using a plasma display device. However, the light emitting unit is not limited thereto, and any light emitting means can be used. For example, fluorescent display tubes, organic ELs, and the like are available.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 액정표시 장치의 작용과 이 작용을 통한 구동방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the liquid crystal display device and the driving method through the operation according to the present invention configured as described above will be described in detail.
칼라 액정표시장치를 이용하여 칼라 화상을 형성하기 위해서는 먼저 액정셀(20)의 상하부 전극(22)(22')에 선택적으로 전압을 인가하여 한 프레임을 형성하다. 상기 한 프레임을 형성하는 과정에서 액정셀의 구동과 연계하여 액정셀(20)의 하부에 위치되는 발광수단(40)에 의해 광이 조사된다.In order to form a color image using a color liquid crystal display, first, a voltage is selectively applied to upper and lower electrodes 22 and 22 'of the liquid crystal cell 20 to form a frame. In the process of forming the frame, light is irradiated by the light emitting means 40 positioned below the liquid crystal cell 20 in association with driving of the liquid crystal cell.
상기 발광수단(30)에 의한 적, 녹, 청색광의 조사는 소정의 시간차를 두고 액정셀(20)의 하부에서 전면에서 이루어진다. 예컨데, 녹색의 상을 형성하기 위해서는 플라즈마 표시소자의 구동으로 녹색의 형광체(49b)를 발광시켜 이 광이 액정셀(20) 하부의 전면에 조사되도록 함으로써 녹색광이 구동된 액정셀(20)을 투과하여 녹색 화상을 구현하게 된다. 그리고 적색 또는 청색 화상을 구현하기 위해서는 플라즈마 표시소자의 구동으로 적색 형광체(49c) 또는 청색 형광체(49a)를 발광시킨다. 상기 도광판에 의해 액정셀의 하면에 조사된 광은 구동된 액정셀(20)을 투과하여 적색 또는 척색의 화상을 구현하게 된다.Irradiation of red, green, and blue light by the light emitting means 30 is performed at the front surface of the lower portion of the liquid crystal cell 20 with a predetermined time difference. For example, in order to form a green image, the green phosphor 49b is emitted by driving the plasma display device so that the light is irradiated to the entire surface of the lower portion of the liquid crystal cell 20, thereby transmitting the green light-driven liquid crystal cell 20. To implement a green image. In order to implement a red or blue image, the red phosphor 49c or the blue phosphor 49a is driven by driving the plasma display device. The light irradiated onto the lower surface of the liquid crystal cell by the light guide plate is transmitted through the driven liquid crystal cell 20 to implement an image of red or chuck color.
그리고 상기 액정표시장치를 이용하여 칼라 화상을 구현하기 위해서는 플라즈마 표시소자(40)의 구동으로 적, 녹, 청색의 형광체를 순차 발광시키게 된다. 즉, 액정셀(20)에 의한 프레임의 형성시 도 4에 도시된 바와 같이 a,b 사이에서 적색 형광체(49c)가 발광되어 액정셀(20)에 적색광을 조사하고, b,c 사이에서 녹색 형광체(49b)가 발광되어 액정셀(20)에 녹색광을 조사하며, c,d 사이에서 청색 형광체(49a)가 발광되어 액정셀(20)에 청색광을 조사하게 된다. 상기 조사되는 과정에서 상기 구현하고자하는 색상에 따라 적,녹,청색의 형광c체가 발광될 수 있음은 물론이다.In order to implement a color image using the liquid crystal display, the plasma display device 40 drives red, green, and blue phosphors sequentially. That is, when the frame is formed by the liquid crystal cell 20, as shown in FIG. 4, the red phosphor 49c emits light between a and b to irradiate the liquid crystal cell 20 with red light, and the green color between b and c. The phosphor 49b emits green light and irradiates green light to the liquid crystal cell 20, and the blue phosphor 49a emits light between c and d to irradiate blue light to the liquid crystal cell 20. Of course, red, green, and blue phosphors may emit light according to the color to be implemented in the irradiating process.
그리고 발광수단이 플라즈마 표시장치인 경우 적, 녹, 청색의 형광막 패턴이 스트라이프 상으로 형성되어 있으므로 전극에 소정의 전압을 인가함으로써 발광시켜 상술한 바와 같은 방법으로 칼라 화상을 구현할 수 있다.In the case where the light emitting means is a plasma display device, since red, green, and blue fluorescent film patterns are formed in a stripe shape, a color image can be implemented by the light emission by applying a predetermined voltage to the electrodes.
상술한 바와 같이 본 발명 액정 표시장치는 칼라 화상을 구현함에 있어서, 칼라 필터를 사용할 필요가 없으므로 발광수단으로부터 조사되는 광의 손실을 줄일 수 있으므로 화상의 휘도를 높일 수 있다.As described above, in the liquid crystal display of the present invention, since the color filter does not need to be implemented, the loss of light emitted from the light emitting means can be reduced, thereby increasing the brightness of the image.
또한 응답속도에 문제가 있는 STN LCD의 응답속도를 높여 동화상의 처리가 가능하다. 응답속도를 높이는 것은 STN LCD에 전계의 온시 충분한 액정의 디렉터(director)가 전계방향으로 벌크(bulk)내의 분자가 일어나기 전에 70 내지 80% 정도 벌크내 분자의 거동이 있는 점을 이용하면 약간의 콘트라스트는 저하되나 액정 디렉터가 풀로 일어서지 않는 순간에 후면의 적, 청, 녹색 발광수단의 순차발광에 의해 기존 STN LCD의 응답지연 현상을 막을 수 있는 점을 가진다. 따라서 응용하고자 하는 제품에 따라 콘트라스트 위주로 속도를 느리게 할것인가 속도는 빠르고 콘트라스트는 희생을 감수할 것인가에 따라 벌크내의 분자거동의 변화와 적,청,녹색 발광수단과의 조합을 일치시켜 동작함으로 고속의 구현이 가능하다.In addition, the response speed of STN LCD, which has a problem in response speed, can be increased to process moving images. In order to increase the response speed, a slight contrast can be obtained by utilizing the fact that the STN LCD has enough liquid crystal directors at 70-80% before the molecules in the bulk are generated in the electric field direction. Deterioration of the existing STN LCD can be prevented by sequential light emission of red, blue and green light emitting means at the back when the liquid crystal director does not stand full. Therefore, depending on the product to be applied, the speed should be slowed down to the contrast or the speed is fast, and the contrast will operate according to the change of molecular behavior in the bulk and the combination of red, blue and green light emitting means. Implementation is possible.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본원 발명의 기술적 범위내에서 당업자에 의해 다양한 실시예로 변형가능함은 물론이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and the present invention may be modified in various embodiments by those skilled in the art within the technical scope of the present invention.
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