KR20030036944A - 액정 디스플레이 소자 및 액정 디스플레이 소자를사용하는 프로젝터 - Google Patents

액정 디스플레이 소자 및 액정 디스플레이 소자를사용하는 프로젝터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정디스플레이 소자 및 액정디스플레이 소자를 사용하는 프로젝터에 관한 것으로, 액정디스플레이 소자는 픽셀전극과 스위칭소자가 형성되어 있고 픽셀전극과 스위칭소자가 연결되어 있는 두께가 1mm-3mm인 제 1투명기판; 제 1투명기판의 픽셀전극에 대한 대향전극을 형성하며, 제 1투명기판과 일정한 거리를 가지고 마주 보고 있는 두께가 1mm-3mm인 제 2투명기판; 및 제 1투명기판과 제 2투명기판사이에 주입되는 액정으로 구비되는 것을 특징으로 하고, 프로젝터는 제 1투명기판 및 제 2투명기판, 제 1투명기판과 제 2투명기판사이에 주입되는 액정으로 구비되는 액정 디스플레이 소자와 액정 디스플레이 소자에 빛을 입사하고, 액정디스플레이 소자를 통해서 빛이 투사되고 확대되도록 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하여 프로젝터용 액정 디스플레이에서 발생하는 액정 디스플레이기판, 방진기판, 접착제 등의 열팽창 계수의 차이에 의한 셀갭의 발생과 스트레스 등을 막는다.

Description

액정 디스플레이 소자 및 액정 디스플레이 소자를 사용하는 프로젝터{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DIVICE AND LIQUID CRYSTAL PROJECTOR USING SAME}
본 발명은 액정디스플레이 소자 및 액정디스플레이 소자를 사용하는 프로젝터에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 색분리 합성계측의 디스플레이 액정소자에 잔존하는 먼지 등의 이물질이 스크린에 선명하게 투영되는 것을 방지하기 위하여 기존에 두꺼운 투명유리를 장착하던 방식에서 탈피하여 광학 플라스틱류의 투명 유기물이 코팅된 액정디스플레이 소자 및 액정디스플레이 소자를 사용하는 프로젝터에 관한 것이다.
도 1 은 프로젝터의 일반적인 구성도에 관한 것이다. 도 1 을 참조하면, 종래의 프로젝터의 구성 및 작용은 다음과 같다.
광원(10)으로부터 출사되는 빛은 포물선 형상의 반사경(20)에 의해 한쪽 방향으로 진행된다. 한쪽 방향으로 진행되던 빛은, 붉은색의 파장을 갖는 빛을 반사시키고 나머지 빛은 투과시키는 색선별 거울(30)(이하 'R 형 색선별 거울'이라 한다)에 의해, 붉은색의 파장을 갖는 빛은 반사되고 나머지 빛은 투과된다.
상기의 색선별 거울(dichroic mirror)는, 투명한 다층박막 코팅을 한 평면 거울에서 빛의 입사각을 45°로 했을 때, 박막 내의 빛이 간섭 효과에 의해서 일정 파장 범위의 빛은 반사하고 다른 것은 투과하는 성질을 가지게 한 것이다. 색선별 거울에는 평면 판상과 프리즘 모양의 것이 있으며, 막의 두께나 층수를 조절하거나 재료에 따라서 가시 광선의 일부를 자유로이 선택하여 사용할 수 있다.
R 형 색선별 거울(30)에 의해 반사된 빛은, R 형 색선별 거울(30)에 의해 반사되어 R 을 표시하기 위한 액정소자(35)에 입사 및 투과된다. R 형 색선별 거울(30)을 투과한 나머지 빛은, 푸른색의 파장을 갖는 빛을 반사시키고 나머지 빛은 투과시키는 색선별 거울(40)(이하 'B 형 색선별 거울'이라 한다.)에 의해, 푸른색의 파장을 갖는 빛은 반사되고 나머지 빛은 투과된다.
B 형 색선별 거울(40)에 의해 반사된 빛은, B 를 표시하기 위한 액정 소자(45)에 입사 및 투과되어 B 형 색선별 거울(40)에 의해 반사된다. B 형 색선별 거울(40)에 의해 투과된 빛은, G 를 표시하기 위한 액정소자(55)에 입사 및 투과되어 평면 형상의 반사경(60)에 의해 반사된다. 평면 형상의 반사경(60)에 의해 반사된 빛은 녹색 파장을 갖는 빛을 반사시키고 나머지 빛은 투과시키는 색선별 거울(50)(이하 'G 형 색선별 거울'이라 한다.)에 의해 반사된다.
R 을 표시하기 위한 액정소자(35)를 투과한 빛, B 형 색선별 거울(40)에 의해 반사된 빛 및 G 형 색선별 거울(50)에 의해 반사된 빛은 합쳐져서 투사 렌즈(70)를 통과하고, 스크린에 초점을 형성하게 된다.
도 2는 종래기술에 의한 프로젝터용 액정디스플레이 소자의 단면도이다. 도 2를 참조해서 설명하면, 종래 기술에 의한 액정디스플레이 소자는 상판과 하판으로 구성된 액정 디스플레이 기판(110a,110b), 액정 디스플레이 기판(110a,110b) 사이에 봉입되는 액정(100), 투명한 방진기판(120a,120b: Antidust Glass)으로 구성된다. 이와 같이 구성된 프로젝터용 액정디스플레이 소자는 광원으로 부터 발생한 빛에 의해 프로젝션 디스플레이 액정소자에 열이 발생하게 되어 액정소자에서 정확한 동작을 하지 못하게 된다. 따라서, 열의 효율적인 방출을 위해서 프로젝터에서 냉각팬을 사용하여 액정디스플레이 소자에서 발생한 열을 방출하도록 한다. 하지만, 팬을 사용하게 되면 프로젝터의 부피가 커지고, 팬을 돌리는 과정에서 소음이 발생하고, 또한, 팬에 의해 공급되는 바람에 의하여 먼지와 같은 이물질이 액정소자에 부착된다. 따라서, 조용한 곳에서 사용하기 어렵고, 또한, 효율적으로 냉각을 시키기 위해서는 커다란 팬을 사용하여 공기를 원할히 공급을 하여야 하기 때문에 개인용으로 적합하지 않다. 따라서, 상기의 여러가지 문제점을 해결하기 위하여 열전도도가 뛰어난 방진기판(120a,120b)을 약 1mm 이상으로 하거나 1mm이하로 하여 방진기판(120a,120b)과 액정기판 사이에 에어갭을 형성하도록 하여 광원에서 발생하는 빛에 의해 액정셀에서 발생하는 열을 방출할 수 있도록 한다. 액정 디스플레이 기판의 양측 액정과 닿는 면의 반대면에 접착제를 이용하여 부착하여 액정소자에 발생한 열의 방출을 원할히 하여 프로젝터에서 냉각을 위한 팬을 사용하지 않는 것이 가능하다. 따라서, 소형의 팬을 사용할 수 있어 프로젝터의 부피를 작게 제작할 수 있으며, 팬이 동작하는 소리와 팬에 의해 공급되는 공기의 흐름에 의해 발생되는 소리가 줄어 들기 때문에 프로젝터를 사용하는 동안 발생하는 소음이 적어진다. 또한, 액정소자의 표면에 이물질이 부착되어 있는 경우에 투사렌즈(70)의 초점거리가 액정소자의 표면과 일정한 거리만큼 이격이 되어 액정소자의 표면에 붙은 먼지는 액정소자의 이미지를 확대하여 스크린에 투사하는 과정에서 영향을 받지 않아 스크린에 투사되는 이미지가 악화되는 것을 방지한다.
그러나, 종래 기술에 의한 프로젝터는 위에서 언급한 뛰어난 효과를 발휘하지만, 투명한 방진기판(120a,120b)을 접착제를 사용하여 액정 디스플레이 기판 (110a,110b)에 부착하게 되어, 액정 디스플레이 기판(110a,110b), 방진기판(120a, 120b) 그리고 접착제 사이의 굴절율의 차이로 인한 광투과효율의 저하와 액정 디스플레이 기판(110a,110b), 방진기판(120a,120b) 그리고 접착제의 열팽창 계수의 차이로 인한 스트레스의 발생, 열팽창 계수의 차이로 인한 액정소자의 셀갭(Cell Gap)편차의 발생 및 증가 등이 발생한다. 또한, 액정디스플레이 소자의 제조에 있어서, 방진기판(120a,120b)의 부착공정은 부착공정 중 이물질이 방진기판과 액정 디스플레이 기판 사이에 부착될 수 있어 이를 방지하기 위한 관리의 어려움과 비용증가, 기포 및 주름의 발생 제거 등 다양한 문제들을 발생한다.
그리고, 접착제가 액정디스플레이 소자에서 발생되는 열에 의해 또는 주변의 기온의 변화 등에 의한 열적 환경에 의해 변화하게 되면 디스플레이되는 화면의 화질이 악화되는 문제점 등이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 액정 디스플레이의 기판을 두껍게 구성하여 먼지 등 이물질이 광초점 거리에서 이격되어 디스플레이가 되지 않도록 액정 디스플레이 기판에서 방진, 방열의 역할을 하도록 하는 프로젝터용 액정 디스플레이의 액정표시소자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프로젝터용 액정 디스플레이의 액정표시소자는, 픽셀전극과 스위칭소자가 형성되어 있고 픽셀전극과 스위칭소자가 연결되어 있는 두께가 1mm-3mm인 제 1투명기판; 제 1투명기판의 픽셀전극에 대한 대향전극을 형성하며, 제 1투명기판과 일정한 거리를 가지고 마주 보고 있는 두께가 1mm-3mm인 제 2투명기판; 및 제 1투명기판과 제 2투명기판사이에 주입되는 액정으로 구비되는 것을 특징으로 하고,
상기 또다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프로젝터는 픽셀전극과 스위칭소자가 형성되어 있고 픽셀전극과 스위칭소자가 연결되어 있는 두께가1mm-3mm인 제 1투명기판; 제 1투명기판의 픽셀전극과 대한 대향전극을 형성하며, 제 1투명기판과 일정한 거리를 가지고 마주 보고 있는 두께가 1mm-3mm인 제 2투명기판; 및 제 1투명기판과 제 2투명기판사이에 주입되는 액정으로 구비되는 액정 디스플레이 소자와 액정 디스플레이 소자에 빛을 입사하고, 액정디스플레이 소자를 통해서 빛이 투사되고 확대되도록 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점 및 특징은 이 기술분야에 숙련된 당업자에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1 은 프로젝터의 일반적인 구성도에 관한 것이다.
도 2는 종래기술에 의한 액정디스플레이 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 소자의 단면도이다.
*도면의 주요부분 설명*
100: 액정 물질
210a, 210b: 액정 디스플레이 기판
도 3은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 소자의 단면도이다. 도 3을 참조해서 설명하면, 본 발명에 따른 액정 디스플레이 소자는 두께 1.5~3mm인 액정 디스플레이 기판 한 쌍(210a,210b)과 액정 디스플레이 기판사이에 주입되는 액정 (100)으로 구성된다.
액정(100)은 전극에 의해 분자의 배열이 규칙적으로 되거나 혹은 불규칙하게 되어 빛을 투과 또는 차단시키는 역할을 하는 것으로, 일반적인 액정물질을 사용한다.
액정 디스플레이 기판(210a,210b)은 픽셀전극과 스위칭소자가 형성되어 있고 픽셀전극과 스위칭소자가 연결되어 있는 투명한 하부기판(210b)과 하부기판(210b)과 마주보고 있으며 하부기판(210b)의 상부의 픽셀전극과 대향하는 대향전극을 가지고 있는 투명한 상부기판(210a)으로 구성된다.
또한, 액정(100)은 상부기판(210a)과 하부기판(210b) 사이에 주입된다.
액정 디스플레이 소자의 하부기판(210b)은 상부기판(210a)보다 넓게 구성되며, 하부기판(210b)에 컨넥터(300)를 연결한다. 그리고, 하부기판(210b)과 상부기판(210a)이 각각 1.5-3mm 정도의 두께를 갖도록 한다. 따라서, 종래기술에 의한 액정 디스플레이 기판의 두께 보다 두껍게 하여 종래 기술의 방진기판과 액정디스플레이 기판의 두께의 합과 일치할 수 있을 정도의 두께를 액정 디스플레이 기판이 가질 수 있도록 하여 광원에 의해 액정디스플레이 기판에서 발생하는 열이 분산될 수 있도록 한다. 액정과 액정 디스플레이 소자의 표면간의 거리를 종래기술에 의한 것보다 멀리한다. 따라서, 빛이 액정 디스플레이 소자의 액정(100)에 초점이 맞추어져서 통과를 하면서 액정(100)에 발생한 열이 액정 디스플레이 기판(210a,210b)에 전달이 되어도 액정 디스플레이 기판(210a,210b)이 충분히 두껍기 때문에 액정에 발생한 열이 액정 디스플레이 기판(210a,210b)을 통해서 분산되어 액정(100)에 생긴 열에 의해 이미지가 악화되는 것을 막을 수 있으며, 접착제 등을 사용하지 않기 때문에 접착제와 액정 디스플레이 기판(210a,210b)의 광굴절율의 차이에 의한 광효율저하를 막을 수 있으며, 접착제와 액정 디스플레이 기판(210a,210b)의 열팽창 계수의 차이에 의해서 생기는 문제점을 없앨 수 있다. 또한, 액정(100)과 액정 디스플레이 소자의 표면이 액정 디스플레이 소자의 상부기판(210a) 또는 하부기판(210b)에 의해서 일정한 거리 이상을 갖도록 하여 액정디스플레이 소자의 표면에 이물질이 붙어 있는 경우에 이미지를 확대하도록 맞추어져 있는 초점과 액정 디스플레이 소자의 표면이 일정한 거리로 이격되어 이물질이 스크린에 확대되어 나타나지 않는다. 따라서, 액정 디스플레이 소자를 프로젝터에 사용할 때 팬과 같은 별도의 냉각장치를 구비하지 않아 프로젝터의 부피를 작게 할 수 있고, 팬 등에 의한 소음을 줄일 수 있다.
그리고, 액정 디스플레이 기판의 상부기판(210a) 또는 하부기판(210b)에서 액정(100)과 접촉하지 않는 면에 무반사 코팅을 하여 광효율을 극대화 한다.
종래 기술보다 액정디스플레이 기판의 두께가 약 2mm이상이 되어야 효과적으로 방진기판의 역할과 열분산을 할 수 있고, 너무 두껍게 되면 기판자체의 비용이 증가하게 되어 효율적이지 못하게 된다.
본 발명에 따른 액정 디스플레이 소자에 의하면, 종래 기술에 의한 프로젝터용 액정 디스플레이 소자에서 발생하는 액정 디스플레이 기판, 방진기판, 접착제 등의 열팽창 계수의 차이에 의한 셀갭의 발생과 스트레스 등을 막을 수 있어, 액정 디스플레이의 성능 저하를 막을 수 있다. 또한, 두께 1.5-3mm인 단일한 액정 디스플레이 기판을 사용하므로 종래 기술에 의한 프로젝터용 액정 디스플레이의 방진 기판이 가진 방열 및 방진 효과를 그대로 유지한다.
그리고, 종래 기술에 의한 액정 디스플레이 소자의 제작공정에서 행하는 방진기판 부착공정을 생략하여, 종래 기술에 있어서 이물질 관리의 어려움, 접착제기포 및 주름의 발생 제거 등의 문제점을 해결할 수 있어, 제작공정의 단축과 공정 단순화에 의한 제품 신뢰성 확보를 가질 수 있다.
또한, 프로젝터가 액정 디스플레이 소자를 사용하는 경우에 별도의 냉각장치를 구비하지 않아도 무방하므로 프로젝터의 부피를 줄일 수 있으며, 냉각과정에서 발생하는 소음을 줄일 수 있다.
여기에 기술된 본 발명의 실시예에 대해 여러가지 변형이 본 발명을 실현하는데 있어 채용될 수 있는 것으로 이해되어져야 한다. 따라서, 다음의 청구범위가 본 발명의 범위를 규정하는 것으로, 그리고 이들 청구범위 내의 방법 및 구성들 그리고 그들의 등가적인 것들이 청구범위에 의해 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (4)

  1. 픽셀전극과 스위칭소자가 형성되어 있고 상기 픽셀전극과 상기 스위칭소자가 연결되어 있는 두께가 1mm-3mm인 제 1투명기판;
    상기 제 1투명기판의 픽셀전극에 대한 대향전극을 형성하며, 상기 제 1투명기판과 일정한 거리를 가지고 마주 보고 있는 두께가 1mm-3mm인 제 2투명기판; 및
    상기 제 1투명기판과 상기 제 2투명기판사이에 주입되는 액정으로 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝터용 액정 디스플레이 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 한쌍의 액정 디스플레이 기판 중 적어도 하나는 액정이 위치한 반대면에 무반사 코팅을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로젝터용 액정 디스플레이 소자.
  3. 픽셀전극과 스위칭소자가 형성되어 있고 상기 픽셀전극과 상기 스위칭소자가 연결되어 있는 두께가 1mm-3mm인 제 1투명기판;
    상기 제 1투명기판의 픽셀전극과 대한 대향전극을 형성하며, 상기 제 1투명기판과 일정한 거리를 가지고 마주 보고 있는 두께가 1mm-3mm인 제 2투명기판; 및
    상기 제 1투명기판과 상기 제 2투명기판사이에 주입되는 액정으로 구비되는액정 디스플레이 소자와
    상기 액정 디스플레이 소자에 빛을 입사하고, 상기 액정디스플레이 소자를 통해서 빛이 투사되고 확대되도록 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 한쌍의 액정 디스플레이 기판 중 적어도 하나는 액정이 위치한 반대면에 무반사 코팅을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
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