KR20040046137A - Projection system with reflective type liquid crystal display device - Google Patents

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KR20040046137A
KR20040046137A KR1020020073959A KR20020073959A KR20040046137A KR 20040046137 A KR20040046137 A KR 20040046137A KR 1020020073959 A KR1020020073959 A KR 1020020073959A KR 20020073959 A KR20020073959 A KR 20020073959A KR 20040046137 A KR20040046137 A KR 20040046137A
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Abstract

PURPOSE: A projection system having a reflective LCD(Liquid Crystal Display), LCOS(Liquid Crystal On Silicon) is provided to perform a rapid response speed and possess optical conditions for realizing a high contrast ratio, thereby capable of implementing an effective moving picture and a high image quality. CONSTITUTION: A light source(2) emits a white light. A color converter(4) converts the white light emitted from the light source(2) into RGB lights sequentially. A polarized beam splitter(6) splits the RGB lights transmitted the color converter(4) into an S-polarized light and a P-polarized light. An LCOS(8) receives the S-polarized light from the polarized beam splitter(6) and then drives the liquid crystal by a unit of pixel. A projection lens system(12) projects the image implemented by the LCOS(8) to a screen(10). A polarized plate(14) is attached to a surface of the polarized beam splitter(6) received the RGB lights or the front surface of the LCOS(8).

Description

반사형 액정 디스플레이를 구비한 프로젝션 시스템{PROJECTION SYSTEM WITH REFLECTIVE TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}Projection system with reflective liquid crystal display {PROJECTION SYSTEM WITH REFLECTIVE TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 반사형 액정 디스플레이를 구비한 프로젝션 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 반사형 액정 디스플레이를 시분할 구동하여 칼라 화면을 구현하는 1-패널 방식의 프로젝션 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a projection system having a reflective liquid crystal display, and more particularly, to a one-panel projection system for time-divisionally driving one reflective liquid crystal display to implement a color screen.

상기 반사형 액정 디스플레이로 소위 엘코스(LCOS; liquid crystal on silicon)가 공지되어 있다. 상기 엘코스는 반도체 기판 위에 액정 셀을 형성한 것으로서, 각 화소의 구성 요소와 스위칭 회로를 고집적으로 배치하고 있어 대략 1인치 정도의 소형 크기로 XGA급 이상의 고해상도 화면을 구현할 수 있다.So-called liquid crystal on silicon (LCOS) is known as the reflective liquid crystal display. The Elcos is a liquid crystal cell formed on a semiconductor substrate, and since the components and switching circuits of each pixel are highly integrated, an elliptical size of about 1 inch can be realized in a high resolution screen of over XGA level.

따라서 디스플레이 장치의 화면을 확대 투사하여 대화면 영상을 제공하는 프로젝션 시스템에 있어서, 프로젝션 시스템의 소형화와 고해상도화를 위하여 프로젝션 시스템의 디스플레이 장치로서 엘코스를 적용하려는 노력이 진행되고 있다.Therefore, in a projection system in which a large screen image is provided by enlarging and projecting a screen of a display device, efforts are being made to apply Elcos as a display device of a projection system for miniaturization and high resolution of a projection system.

상기 엘코스를 이용한 프로젝션 시스템으로 3-패널 방식과 1-패널 방식이 있다. 상기 3-패널 방식은 3개의 엘코스에 R, G, B 광을 각기 제공하고, 각각의 엘코스에서 구현된 단색의 영상들을 칼라 영상으로 합성하는 방식이며, 1-패널 방식은 하나의 엘코스에 R, G, B 광을 순차 제공함과 동시에 이 엘코스를 시분할 구동하여 칼라 영상을 구현하는 방식을 의미한다.The projection system using the Elcos is a three-panel method and a 1-panel method. The three-panel method is to provide R, G, B light to each of the three Elcos, and to synthesize a single color image implemented in each Elcos into a color image, the one-panel method is one Elcos It provides a color image by sequentially providing the R, G, and B light, and time-division driving the Elcos.

상기 1-패널 방식의 프로젝션 시스템은 3-패널 방식과 비교하여 부품 수가 적고, 광학 구성이 단순하여 제조상 경제적인 잇점이 있으나, 상기 엘코스가 시분할 구동하는 관계로 응답 속도가 충분히 빠른 엘코스를 구비해야 한다. 통상적으로 동영상을 효과적으로 구현하기 위해 요구되는 엘코스의 응답 속도는 1.5ms 이하이다. 그러나, 기 공지되어 있는 엘코스의 응답 속도는 대략 4∼8ms로서, 상기 1-패널 방식의 프로젝션 시스템에 적용되기에는 응답 속도가 기준에 미치지 못하는 실정이다.The 1-panel projection system has fewer parts compared to the 3-panel method, and the optical configuration is simple, which is economical in manufacturing. However, the Elcose projection system has a sufficiently high response speed due to the time-sharing driving of the Elcos. Should be. In general, the response speed of Elcos required to effectively implement video is 1.5 ms or less. However, the well-known response rate of Elkos is approximately 4 to 8 ms, and the response speed does not meet the standard to be applied to the 1-panel projection system.

상기 엘코스의 응답 속도는 엘코스의 셀 갭에 주로 좌우되는데, 엘코스의 셀 갭은 액정의 복굴절(Δn, 장축 방향 굴절률과 단축 방향 굴절률의 차이)과 더불어 엘코스의 광학적인 위상 지연(retardation, Δn×d)을 결정하는 중요한 인자로서, 엘코스의 위상 지연 값과 편광판의 편광축, 액정의 꼬임각 등의 인자들이 최적으로조합될 때 고 대조비(contrast ratio)를 실현할 수 있다. 따라서 통상의 엘코스는 고 대조비를 실현하기 위한 광학 조건들과 부합되는 소정 범위의 위상 지연 값을 갖게 된다.The response speed of the Elcos depends mainly on the cell gap of the Elcos. The elcos cell gap is the optical phase retardation of the Elcos with the birefringence of the liquid crystal (Δn, the difference between the major axis and the minor axis). , As an important factor for determining Δn × d), it is possible to realize a high contrast ratio when the factors such as the phase delay value of Elcos, the polarization axis of the polarizing plate, the twist angle of the liquid crystal and the like are optimally combined. Thus, a typical Elcos has a range of phase delay values that match the optical conditions for realizing high contrast ratios.

이에 따라, 엘코스의 응답 속도를 단축시키기 위해 엘코스의 셀 갭을 작게 설정하면, 전술한 범위의 위상 지연 값을 만족시키기 위해 복굴절이 높은 액정 물질을 사용해야 한다. 그러나 액정의 복굴절은 액정의 점도와 비례하므로, 높아진 액정의 점도가 엘코스의 응답 속도를 저하시켜 응답 속도를 개선하려는 노력이 실질적인 효과를 거두지 못하게 된다. 더욱이 엘코스의 셀 갭은 제조 공정상의 문제로 인해 일정 범위 이하로 설정하는 데에는 기술적인 어려움이 있다.Accordingly, if the cell gap of the Elcos is set small in order to shorten the response speed of the Elcos, a liquid crystal material having a high birefringence should be used to satisfy the phase delay value in the above-described range. However, since the birefringence of the liquid crystal is proportional to the viscosity of the liquid crystal, an effort to improve the response speed by increasing the viscosity of the liquid crystal lowers the response speed of the Elcos, so that no substantial effect is obtained. Moreover, there are technical difficulties in setting the cell gap of Elcos below a certain range due to manufacturing process problems.

따라서 전술한 1-패널 방식의 프로젝션 시스템을 실현하기 위해서는 위상 지연 값의 조정을 통해 응답 속도가 충분히 빠른 엘코스를 구비해야 하며, 엘코스의 위상 지연 값에 대응하여 고 대조비를 실현할 수 있는 최적의 광학 조건들을 구비해야 한다.Therefore, in order to realize the above-described one-panel type projection system, it is necessary to have an elcos with a sufficiently fast response speed by adjusting the phase delay value, and to achieve a high contrast ratio corresponding to the elcos phase delay value. Optical conditions must be provided.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 반사형 액정 디스플레이의 응답 속도를 빠르게 하여 동영상 구현에 효과적이고, 고 대조비를 실현하기 위한 광학 조건들을 구비하여 고 화질을 구현하는 1-패널 방식의 프로젝션 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to realize a high image quality by providing optical conditions for realizing a high contrast ratio, which is effective in realizing a video by increasing the response speed of a reflective liquid crystal display. To provide a one-panel projection system.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 개략도.1 is a schematic diagram of a projection system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시한 반사형 액정 디스플레이의 부분 확대 단면도.FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the reflective liquid crystal display shown in FIG.

도 3은 편광판의 편광축을 설명하기 위한 개략도.3 is a schematic view for explaining a polarization axis of a polarizing plate.

도 4와 도 5는 각각 반사형 액정 디스플레이의 위상 지연이 수학식 1의 조건을 만족하고, 액정의 꼬임각이 수학식 2와 수학식 3의 조건을 만족할 때, 편광판의 편광각 변화에 따른 전압-반사 곡선을 나타낸 그래프.4 and 5 respectively show the voltage according to the polarization angle change of the polarizing plate when the phase delay of the reflective liquid crystal display satisfies the condition of Equation 1 and the twist angle of the liquid crystal satisfies the condition of Equation 2 and Equation 3, respectively. -Graph showing the reflection curve.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,

백색광을 방출하는 광원과, 백색광을 제공받아 R, G, B 광으로 순차 변환하는 색 변환기와, R, G, B 광을 제공받아 S-편광 빛과 P-편광 빛으로 분리시키는 편광 빔 스플리터와, 임의 파장으로 진동하는 빛 가운데 자신의 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 빛을 선택 투과하는 편광판과, 수직 배향된 액정층을 구비하며 편광판과 편광 빔 스플리터로부터 S-편광 빛을 제공받아 액정층의 화소별 구동으로 영상을 구현하는 반사형 액정 디스플레이와, 반사형 액정 디스플레이가 구현한 영상을 스크린으로 확대 투사하는 투영 렌즈계를 포함하며, 반사형 액정 디스플레이와 편광판이 하기 (1) 또는 (2)의 조건을 만족하는 프로젝션 시스템을 제공한다.A light source that emits white light, a color converter that receives white light and sequentially converts the light into R, G, and B light, a polarization beam splitter that receives R, G, and B light into S-polarized light and P-polarized light; And a polarizing plate that selectively transmits light vibrating in the same direction as its polarization axis among light vibrating at arbitrary wavelengths, and a vertically aligned liquid crystal layer, and receiving S-polarized light from the polarizing plate and the polarizing beam splitter. A reflective liquid crystal display that implements an image by driving a star, and a projection lens system that enlarges and projects an image implemented by the reflective liquid crystal display on a screen, wherein the reflective liquid crystal display and the polarizing plate are subject to the conditions (1) or (2) below. Provides a projection system that satisfies

(1) 0.1≤ Δn×d (㎛) ≤ 0.13, α=-45°, β=0°(1) 0.1 ≦ Δn × d (μm) ≦ 0.13, α = -45 °, β = 0 °

(2) 0.1 ≤ Δn×d (㎛) ≤ 0.13, α=-5°또는 0°, β=90°(2) 0.1 ≦ Δn × d (μm) ≦ 0.13, α = -5 ° or 0 °, β = 90 °

여기서, Δn×d는 반사형 액정 디스플레이의 위상 지연(retardation)을 나타내고, α는 편광판의 수평축과 편광축 사이의 각도를 나타내며, β는 액정층을 구성하는 액정의 꼬임각을 나타낸다.Here, Δn × d represents the phase retardation of the reflective liquid crystal display, α represents the angle between the horizontal axis of the polarizing plate and the polarization axis, and β represents the twist angle of the liquid crystal constituting the liquid crystal layer.

바람직하게, 상기 반사형 액정 디스플레이는 하기 (3)의 조건을 만족한다.Preferably, the reflective liquid crystal display satisfies the following condition (3).

(3) 0.07 ≤ Δn ≤ 0.08, 1≤ d(㎛) ≤1.5(3) 0.07 ≦ Δn ≦ 0.08, 1 ≦ d (μm) ≦ 1.5

여기서, Δn은 액정의 복굴절을 나타내고, d는 반사형 액정 디스플레이의 셀 갭을 나타낸다.Here, Δn represents the birefringence of the liquid crystal, and d represents the cell gap of the reflective liquid crystal display.

또한, 상기 반사형 액정 디스플레이의 액정층은 0.07∼0.08 범위의 복굴절을 갖는 네마틱(nematic) 액정으로 이루어진다.In addition, the liquid crystal layer of the reflective liquid crystal display is made of a nematic liquid crystal having a birefringence in the range of 0.07 to 0.08.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a projection system according to an embodiment of the present invention.

상기 프로젝션 시스템은 백색광을 방출하는 광원(2)과, 광원(2)에서 방출된 백색광을 R, G, B 광으로 순차 변환하는 색 변환기(4)와, 색 변환기(4)를 통과한 R, G, B 광을 S-편광 빛과 P-편광 빛으로 분리시키는 편광 빔 스플리터(6)와, 편광 빔 스플리터(6)로부터 S-편광 빛을 제공받아 액정을 화소별 구동하는 반사형 액정 디스플레이(8)(이하, 편의상 '엘코스'라 한다)와, 엘코스(8)가 구현한 영상을 스크린(10)으로 확대 투사하는 투영 렌즈계(12)를 포함하며, R, G, B 광을 제공받는 편광 빔 스플리터(6)의 일면 또는 엘코스(8)의 전면에 편광판(14)이 부착된다.The projection system includes a light source 2 emitting white light, a color converter 4 sequentially converting white light emitted from the light source 2 into R, G, and B light, R passing through the color converter 4, A polarization beam splitter 6 which separates G and B light into S-polarized light and P-polarized light, and a reflective liquid crystal display which receives S-polarized light from the polarization beam splitter 6 and drives the liquid crystal pixel by pixel. 8) (hereinafter referred to as 'Elcos' for convenience), and a projection lens system 12 which enlarges and projects the image implemented by the Elcos 8 onto the screen 10, and provides R, G, and B light. The polarizing plate 14 is attached to one surface of the receiving polarizing beam splitter 6 or the front of the elcos 8.

상기 광원(2)에는 타원 형상의 반사판(16)이 구비되어 광원(2)에서 방출된 백색광이 색 변환기(4)에 집중 조사되도록 하며, 상기 색 변환기(4)는 공지의 칼라 스위치 또는 칼라 휠이 사용될 수 있고, 백색광을 R, G, B 광으로 순차 변환하여 이를 편광 빔 스플리터(6)에 제공한다.The light source 2 is provided with an elliptical reflector plate 16 so that the white light emitted from the light source 2 is irradiated to the color converter 4, and the color converter 4 is a known color switch or color wheel. Can be used, and converts white light into R, G, B light sequentially and provides it to the polarizing beam splitter 6.

바람직하게, 상기 색 변환기(4)와 편광 빔 스플리터(6)에 사이에 한쌍의 플라이-아이 렌즈(18)와 편광 변환계(PCS; polarization conversion system)(20)가 위치할 수 있다. 상기 플라이-아이 렌즈(18)는 자체의 렌즈 배열에 의해 엘코스(8)에 도달하는 빛의 균일성(uniformity)을 향상시키며, 편광 변환계(20)는 광원(2)에서 방출된 불안정한 편광 상태의 빛을 엘코스(8) 구동에 유리한 안정된 편광 상태의 빛으로 변환시키는 역할을 한다.Preferably, a pair of fly-eye lenses 18 and a polarization conversion system (PCS) 20 may be located between the color converter 4 and the polarization beam splitter 6. The fly-eye lens 18 improves the uniformity of light reaching the elcos 8 by its lens arrangement, and the polarization conversion system 20 provides unstable polarization emitted from the light source 2. It serves to convert the light of the state into a light of a stable polarization state advantageous for driving the Elcos (8).

이와 같이 편광 변환계(20)를 통해 빛을 제공받은 편광판(14)은 자신의 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 빛을 선택적으로 투과시키고, 편광 빔 스플리터(6)는 편광판(14)을 투과한 빛을 S-편광 빛과 P-편광 빛으로 분리시키며, 이 가운데 반사 효율이 좋은 S-편광 빛을 엘코스(8)에 제공한다. 그리고 상기 엘코스(8)는 S-편광 빛을 제공받아 액정을 화소별 구동하여 화면을 구현하며, 편광 빔 스플리터(6)로 반사된 영상은 광학 렌즈들(미도시)이 조합된 투영 렌즈계(12)를 거치면서 스크린(10)으로 확대 투사된다.As such, the polarizing plate 14 provided with light through the polarization conversion system 20 selectively transmits the light oscillating in the same direction as its polarization axis, and the polarizing beam splitter 6 transmits the light passing through the polarizing plate 14. Is separated into S-polarized light and P-polarized light, and among them, S-polarized light having good reflection efficiency is provided to Elcos (8). The Elcos 8 receives S-polarized light to drive a liquid crystal for each pixel to implement a screen, and the image reflected by the polarization beam splitter 6 includes a projection lens system in which optical lenses (not shown) are combined. 12) is enlarged and projected onto the screen (10).

도 2는 도 1에 도시한 엘코스의 부분 확대 단면도로서, 엘코스(8)는 내부에 스위칭 소자인 반도체 집적 회로(22)를 구비하는 반도체 하부 기판(24)과, 액정층(26)을 사이로 반도체 하부 기판(24)에 일체로 조합되는 상부 기판(28)을 포함하며, 액정층(26)에 대향하는 상부 기판(28)의 일면에는 공통 전극으로 기능하는 투명 전극(30)이 형성되고, 액정층(26)에 대향하는 반도체 하부 기판(24)의 일면에는 화소 전극으로 기능하는 반사 전극들(32)이 형성된다.FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the elcos shown in FIG. 1, and the elcos 8 includes a semiconductor lower substrate 24 having a semiconductor integrated circuit 22 as a switching element therein, and a liquid crystal layer 26. An upper substrate 28 integrally combined with the semiconductor lower substrate 24 therebetween, and a transparent electrode 30 functioning as a common electrode is formed on one surface of the upper substrate 28 facing the liquid crystal layer 26. On one surface of the lower semiconductor substrate 24 facing the liquid crystal layer 26, reflective electrodes 32 functioning as pixel electrodes are formed.

상기 반사 전극(32)과 반도체 집적 회로(22)는 각 화소별로 구비되고, 서로 전기적으로 연결된다. 이로서 반도체 집적 회로(22)가 해당 화소의 반사 전극(32)으로 구동 신호를 인가하면, 반사 전극(32)은 투명 전극(30)과 함께 액정층(26)에 전계를 인가하여 화소별 광 투과율을 변화시킴으로써 소정의 영상을 구현하게 된다.The reflective electrode 32 and the semiconductor integrated circuit 22 are provided for each pixel and electrically connected to each other. Accordingly, when the semiconductor integrated circuit 22 applies a driving signal to the reflective electrode 32 of the pixel, the reflective electrode 32 applies an electric field to the liquid crystal layer 26 together with the transparent electrode 30 to transmit light per pixel. By changing the to realize a predetermined image.

이와 같이 상기 엘코스(8)는 R, G, B 광을 순차적으로 제공받아 시분할 구동으로 칼라 영상을 구현하는데, 본 실시예에서 상기 엘코스(8)의 액정층(26)은 전압 무인가 상태에서 액정 분자들이 세워져 위치하는 수직 배향 구조를 가짐과 아울러,상기 엘코스(8)는 광학적인 위상 지연 효과를 나타내는 위상 지연(retardation, Δn×d) 값이 다음의 조건을 만족하도록 설정된다.As described above, the elcos 8 receives the R, G, and B light sequentially to implement color images by time division driving. In the present embodiment, the liquid crystal layer 26 of the elcos 8 is in a voltage-free state. In addition to having a vertical alignment structure in which the liquid crystal molecules are placed upright, the elcos 8 is set so that a phase retardation (Δn × d) value indicating an optical phase delay effect satisfies the following condition.

0.1 ≤ Δn×d (㎛) ≤ 0.130.1 ≤ Δn × d (μm) ≤ 0.13

상기 수식에서 알 수 있듯이, 엘코스(8)의 위상 지연은 액정의 복굴절(Δn, 장축 방향 굴절률과 단축 방향 굴절률의 차이)과 엘코스(8)의 셀 갭(d)에 좌우되는데, 본 실시예에서 전술한 위상 지연 조건을 실현하기 위한 액정의 복굴절은 0.07∼0.08 범위가 바람직하고, 엘코스(8)의 셀 갭(d)은 1∼1.5㎛ 범위가 바람직하다.As can be seen from the above equation, the phase retardation of the elcos 8 depends on the birefringence of the liquid crystal (Δn, the difference between the major and minor axial refractive indices) and the cell gap d of the elcos 8. In the example, the birefringence of the liquid crystal for realizing the above-described phase delay condition is preferably in the range of 0.07 to 0.08, and the cell gap d of the elcos 8 is preferably in the range of 1 to 1.5 mu m.

보다 구체적으로, 상기 엘코스(8)는 전술한 복굴절 특성을 갖는 네마틱(nematic) 액정을 사용하여 액정층(26)을 구성하며, 상기 액정층(26)은 전압 무인가 상태에서 액정 분자들이 세워져 위치하는 수직 배향 구조를 갖는다. 또한 상기 엘코스(8)는 오프(off) 상태에서 광을 차단하는 노말-블랙 상태로 설정되어 화면의 대조비를 높이도록 한다.More specifically, the elcos 8 configures the liquid crystal layer 26 using nematic liquid crystals having the above-described birefringence characteristics, and the liquid crystal molecules 26 are erected in a state where no voltage is applied. It has a vertically oriented structure that is located. In addition, the elcos 8 is set to a normal-black state that blocks light in the off state to increase the contrast ratio of the screen.

상기한 엘코스(8)의 위상 지연 특성과 더불어, 본 실시예에 의한 프로젝션 시스템은 상기 엘코스(8)의 위상 지연 특성에 대응하여 최적의 대조비를 실현하기 위한 광학 조건들(예를 들어, 편광판의 편광각과 액정의 꼬임각)을 다음과 같이 구비한다.In addition to the phase delay characteristic of the elcos 8 described above, the projection system according to the present embodiment corresponds to the optical conditions for realizing an optimum contrast ratio in response to the phase delay characteristic of the elcos 8 (e.g., Polarization angle of the polarizing plate and the twist angle of the liquid crystal) are provided as follows.

본 실시예에 의한 프로젝션 시스템은 첫번째 실시예로서 엘코스(8)가 전술한 위상 지연 조건을 만족할 때, 편광판(14)의 편광각(α, 편광판의 수평축과 편광축 사이의 각도, 도 3 참고)과 액정의 꼬임각(β)이 다음의 수식 조건을 만족하도록한다.In the projection system according to the present embodiment, as the first embodiment, when the Elcos 8 satisfies the above-described phase delay condition, the polarization angle of the polarizing plate 14 (α, the angle between the horizontal axis of the polarizing plate and the polarizing axis, see FIG. 3). And twist angle β of the liquid crystal satisfy the following modification condition.

α= -45°, β=0°α = -45 °, β = 0 °

또한 본 실시예에 의한 프로젝션 시스템은 두번째 실시예로서 엘코스(8)가 전술한 위상 지연 조건을 만족할 때, 편광판(14)의 편광각(α)과 액정의 꼬임각(β)이 다음의 수식 조건을 만족하도록 한다.Also, in the projection system according to the present embodiment, when the elcos 8 satisfies the above-described phase delay condition, the polarization angle α of the polarizing plate 14 and the twist angle β of the liquid crystal are expressed by the following equation. Make sure the conditions are met.

α= -5°또는 0°, β=90°α = -5 ° or 0 °, β = 90 °

다음의 표 1은 엘코스(8)의 위상 지연에 따른 액정의 응답 속도 변화를 나타낸 결과로서, 비교예와 실시예 모두 0.07∼0.08 범위의 복굴절을 갖는 네마틱 액정을 구비한 엘코스들로 실험을 진행하였다.Table 1 below shows the response speed change of the liquid crystal according to the phase retardation of the Elcos (8). Both the Comparative Examples and Examples were experiments with the Elcos with the nematic liquid crystal having a birefringence in the range of 0.07 to 0.08 Proceeded.

위상 지연(Δn×d)(㎛)Phase delay (Δn × d) (μm) 응답 속도(ms)Response speed (ms) 비교예 1Comparative Example 1 0.250.25 8∼108 to 10 비교예 2Comparative Example 2 0.20.2 6∼86 to 8 실시예 1Example 1 0.130.13 1∼1.51 to 1.5 실시예 2Example 2 0.10.1 1∼1.51 to 1.5

이와 같이 엘코스(8)의 위상 지연이 실시예의 조건을 만족할 때, 비교예의 엘코스와 비교하여 응답 속도가 단축되었음을 확인할 수 있다. 따라서 본 실시예에 의한 엘코스(8)는 응답 속도가 단축됨에 따라 시분할 구동이 원활해지며, 동영상 구현에 있어서도 그 기능을 원활하게 수행할 수 있다.As such, when the phase delay of the Elcos 8 satisfies the conditions of the embodiment, it can be confirmed that the response speed is reduced compared to the Elcos of the Comparative Example. Therefore, the elcos 8 according to the present embodiment smoothly time-division driving as the response speed is shortened, and the function can be smoothly performed even in the video implementation.

도 4는 엘코스의 위상 지연이 수학식 1의 조건을 만족하고, 액정의 꼬임각(β)이 0°일 때, 편광판의 편광각(α) 변화에 따른 전압-반사 곡선을 나타낸 그래프로서, 실시예와 비교예 1∼3에 적용된 편광판의 편광각을 다음의 표 2에 나타내었다. 상기 그래프에서 전압 변화에 따라 반사율의 변화가 크게 날수록 높은 대조비를 의미한다.4 is a graph showing a voltage-reflection curve according to a change in polarization angle α of a polarizer when the phase delay of Elcos satisfies the condition of Equation 1 and the twist angle β of the liquid crystal is 0 °. The polarization angles of the polarizing plates applied to Examples and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 2 below. In the graph, the greater the change in reflectance according to the voltage change, the higher the contrast ratio.

편광판의 편광각(α)Polarization angle (α) of polarizer 실시예Example -45°-45 ° 비교예 1Comparative Example 1 -30°또는 -60°-30 ° or -60 ° 비교예 2Comparative Example 2 -15°또는 -75°-15 ° or -75 ° 비교예 3Comparative Example 3 0°또는 -90°0 ° or -90 °

이와 같이 본 실시예에 의한 프로젝션 시스템은, 전압 증가에 따라 반사율이 0에서 1까지 변화하여 높은 대조비를 구현하는 반면, 비교예 1∼3의 프로젝션 시스템은 전압 증가에 따라 반사율이 최대 0.8을 넘어서지 못하여 대조비가 낮음을 확인할 수 있다. 특히 비교예 3의 경우에는 전압 변화에 따른 반사율 변화가 없으므로 디스플레이 자체가 불가능해진다.As described above, the projection system according to the present embodiment realizes a high contrast ratio by changing the reflectance from 0 to 1 as the voltage increases, whereas the projection systems of Comparative Examples 1 to 3 do not exceed the maximum 0.8 as the voltage increases. It can be seen that the contrast ratio is low. In particular, in Comparative Example 3, since there is no change in reflectance according to voltage change, the display itself becomes impossible.

도 5는 엘코스의 위상 지연이 수학식 1의 조건을 만족하고, 액정의 꼬임각(β)이 90°일 때, 편광판의 편광각(α) 변화에 따른 전압-반사 곡선을 나타낸 그래프로서, 실시예와 비교예 1∼5에 적용된 편광판의 편광각을 다음의 표 3에 나타내었다.FIG. 5 is a graph showing a voltage-reflection curve according to a change in polarization angle α of a polarizer when the phase delay of Elcos satisfies the condition of Equation 1 and the twist angle β of the liquid crystal is 90 °. The polarization angles of the polarizing plates applied to Examples and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Table 3 below.

편광판의 편광축(α)Polarization axis of polarizing plate (α) 실시예 1Example 1 0°또는 -5°0 ° or -5 ° 비교예 1Comparative Example 1 -15°-15 ° 비교예 2Comparative Example 2 -30°-30 ° 비교예 3Comparative Example 3 -45°-45 ° 비교예 4Comparative Example 4 -60°-60 ° 비교예 5Comparative Example 5 -75°-75 °

도 5에 도시한 바와 같이, 실시예 1과 실시예 2의 경우에는 전압 증가에 따라 반사율이 0에서 1까지 변화하여 높은 대조비를 구현하는 반면, 비교예 1∼5의 경우에는 전압 증가에 따라 반사율이 최대 0.81을 넘어서지 못하여 대조비가 낮음을 확인할 수 있다. 특히 비교예 5의 경우에는 전압 변화에 따른 반사율 변화가 없으므로 디스플레이 자체가 불가능해진다.As shown in FIG. 5, in the case of Examples 1 and 2, the reflectance is changed from 0 to 1 according to the increase of the voltage to implement a high contrast ratio, whereas in the case of Comparative Examples 1 to 5, the reflectance is increased according to the voltage increase. The maximum contrast could not be exceeded 0.81, indicating a low contrast ratio. In particular, in the case of Comparative Example 5, since there is no change in reflectance according to the voltage change, the display itself becomes impossible.

이와 같이 본 실시예에 의한 프로젝션 시스템은 엘코스(8)의 응답 속도를 단축시켜 동영상 구현을 가능하게 하며, 고 대조비 실현으로 고화질 화면을 제공하고, 전술한 엘코스(8)를 이용하여 1-패널 방식으로 유효하게 구동할 수 있다.As described above, the projection system according to the present embodiment shortens the response speed of the Elcos 8 to implement a video, provides a high-quality screen with high contrast ratio, and uses the aforementioned Elcos 8 to 1-. It can drive effectively by a panel system.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

이와 같이 본 발명에 따르면, 반사형 액정 디스플레이의 응답 속도를 단축시켜 동영상 구현이 가능해지며, 고 대조비 구현으로 고화질 화면을 제공한다. 따라서 본 발명에 의한 프로젝션 시스템은 상기 반사형 액정 디스플레이를 이용하여 1-패널 방식으로 유효하게 구동할 수 있다.As described above, according to the present invention, the response speed of the reflective liquid crystal display can be shortened to realize a video, and a high contrast ratio can be provided to provide a high quality screen. Therefore, the projection system according to the present invention can be effectively driven in a one-panel manner using the reflective liquid crystal display.

Claims (7)

백색광을 방출하는 광원과;A light source emitting white light; 상기 광원에서 나온 백색광을 R, G, B 광으로 순차 변환하는 색 변환기와;A color converter for sequentially converting white light emitted from the light source into R, G, and B lights; 상기 색 변환기에서 나온 R, G, B 광을 S-편광 빛과 P-편광 빛으로 분리시키는 편광 빔 스플리터와;A polarizing beam splitter for separating the R, G, and B light emitted from the color converter into S-polarized light and P-polarized light; 상기 편광 빔 스플리터와 조합되어 임의 파장으로 진동하는 빛 가운데 자신의 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 빛을 선택 투과하는 편광판과;A polarizing plate which is combined with the polarizing beam splitter and selectively transmits light vibrating in the same direction as its polarization axis among light vibrating at an arbitrary wavelength; 수직 배향 구조의 액정층을 구비하며, 상기 편광판과 편광 빔 스플리터로부터 S-편광 빛을 제공받아 액정층의 화소별 구동으로 영상을 구현하는 반사형 액정 디스플레이; 및A reflective liquid crystal display including a liquid crystal layer having a vertical alignment structure and receiving S-polarized light from the polarizing plate and the polarizing beam splitter to implement an image by pixel-by-pixel driving of the liquid crystal layer; And 상기 반사형 액정 디스플레이가 구현한 영상을 스크린으로 확대 투사하는 투영 렌즈계를 포함하며,It includes a projection lens system for magnifying and projecting the image implemented by the reflective liquid crystal display on the screen, 상기 반사형 액정 디스플레이와 편광판이 다음의 조건을 만족하는 프로젝션 시스템.A projection system in which the reflective liquid crystal display and the polarizer satisfy the following conditions. 0.1≤ Δn×d (㎛) ≤ 0.13, α=-45°, β=0°0.1 ≦ Δn × d (μm) ≤ 0.13, α = -45 °, β = 0 ° 여기서, Δn×d는 반사형 액정 디스플레이의 위상 지연(retardation)을 나타내고, α는 편광판의 수평축과 편광축 사이의 각도를 나타내며, β는 액정층을 구성하는 액정의 꼬임각을 나타낸다.Here, Δn × d represents the phase retardation of the reflective liquid crystal display, α represents the angle between the horizontal axis of the polarizing plate and the polarization axis, and β represents the twist angle of the liquid crystal constituting the liquid crystal layer. 백색광을 방출하는 광원과;A light source emitting white light; 상기 광원에서 나온 백색광을 R, G, B 광으로 순차 변환하는 색 변환기와;A color converter for sequentially converting white light emitted from the light source into R, G, and B lights; 상기 색 변환기에서 나온 R, G, B 광을 S-편광 빛과 P-편광 빛으로 분리시키는 편광 빔 스플리터와;A polarizing beam splitter for separating the R, G, and B light emitted from the color converter into S-polarized light and P-polarized light; 상기 편광 빔 스플리터와 조합되어 임의 파장으로 진동하는 빛 가운데 자신의 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 빛을 선택 투과하는 편광판과;A polarizing plate which is combined with the polarizing beam splitter and selectively transmits light vibrating in the same direction as its polarization axis among light vibrating at an arbitrary wavelength; 수직 배향 구조의 액정층을 구비하며, 상기 편광판과 편광 빔 스플리터로부터 S-편광 빛을 제공받아 액정층의 화소별 구동으로 영상을 구현하는 반사형 액정 디스플레이; 및A reflective liquid crystal display including a liquid crystal layer having a vertical alignment structure and receiving S-polarized light from the polarizing plate and the polarizing beam splitter to implement an image by pixel-by-pixel driving of the liquid crystal layer; And 상기 반사형 액정 디스플레이가 구현한 영상을 스크린으로 확대 투사하는 투영 렌즈계를 포함하며,It includes a projection lens system for magnifying and projecting the image implemented by the reflective liquid crystal display on the screen, 상기 반사형 액정 디스플레이와 편광판이 다음의 조건을 만족하는 프로젝션 시스템.A projection system in which the reflective liquid crystal display and the polarizer satisfy the following conditions. 0.1 ≤ Δn×d (㎛) ≤ 0.13, α=-5°또는 0°, β=90°0.1 ≤ Δn × d (μm) ≤ 0.13, α = -5 ° or 0 °, β = 90 ° 여기서, Δn×d는 반사형 액정 디스플레이의 위상 지연(retardation)을 나타내고, α는 편광판의 수평축과 편광축 사이의 각도를 나타내며, β는 액정층을 구성하는 액정의 꼬임각을 나타낸다.Here, Δn × d represents the phase retardation of the reflective liquid crystal display, α represents the angle between the horizontal axis of the polarizing plate and the polarization axis, and β represents the twist angle of the liquid crystal constituting the liquid crystal layer. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 편광판이 상기 색 변환기에 대향하는 편광 빔 스플리터의 일면 또는 상기 반사형 액정 디스플레이의 전면에 위치하는 프로젝션 시스템.And the polarizer is located on one side of the polarizing beam splitter opposite the color converter or on the front of the reflective liquid crystal display. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반사형 액정 디스플레이가,The reflective liquid crystal display, 내부에 스위칭 소자인 반도체 집적 회로를 구비하는 반도체 하부 기판과;A semiconductor lower substrate having a semiconductor integrated circuit as a switching element therein; 상기 반도체 집적 회로와 연결되어 화소별로 구비되는 반사 전극들과;Reflective electrodes connected to the semiconductor integrated circuit and provided for each pixel; 상기 액정층을 사이로 상기 반도체 하부 기판에 조합되는 상부 기판; 및An upper substrate coupled to the semiconductor lower substrate through the liquid crystal layer; And 상기 액정층에 대향하는 상부 기판의 일면에 형성되는 투명 전극을 포함하는 프로젝션 시스템.And a transparent electrode formed on one surface of the upper substrate facing the liquid crystal layer. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반사형 액정 디스플레이가 다음의 조건을 만족하는 프로젝션 시스템.A projection system in which the reflective liquid crystal display satisfies the following conditions. 0.07 ≤ Δn ≤ 0.08, 1≤ d(㎛) ≤1.50.07 ≤ Δn ≤ 0.08, 1≤ d (μm) ≤ 1.5 여기서, Δn은 액정의 복굴절을 나타내고, d는 반사형 액정 디스플레이의 셀 갭을 나타낸다.Here, Δn represents the birefringence of the liquid crystal, and d represents the cell gap of the reflective liquid crystal display. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반사형 액정 디스플레이의 액정층이 0.07∼0.08 범위의 복굴절을 갖는 네마틱 액정으로 이루어지는 프로젝션 시스템.And a liquid crystal layer of said reflective liquid crystal display comprising a nematic liquid crystal having a birefringence in the range of 0.07 to 0.08. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 색 변환기와 편광 빔 스플리터 사이에 한쌍의 플라이-아이 렌즈와 편광 변환계가 위치하는 프로젝션 시스템.And a pair of fly-eye lenses and a polarization conversion system between the color converter and the polarization beam splitter.
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