KR20060039639A

KR20060039639A - Color display apparatus by using lcd light shutters

Info

Publication number: KR20060039639A
Application number: KR1020040088822A
Authority: KR
Inventors: 이선욱; 이종천
Original assignee: 이선욱
Priority date: 2004-11-03
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2006-05-09
Also published as: KR100740147B1

Abstract

본 발명은 일정한 가시광선대 파장의 빛을 편광시키는 두장의 편광판 사이에 하나 이상의 액정층으로 구성되는 엘시디와, 그 두 편광판 사이에 하나 이상의 정보표시층이 형성되어 있는 정보표시장치를 제공하기 위한 것이다. 상기 엘시디는 투과형이나 반사형 또는 반투과형 모드로 이루어지고, 상기 편광판은 모든 가시광선대의 빛을 고르게 편광시키는 일반적인 편광판(Neutralized Polarizer)이거나 또는 일정한 파장대의 빛을 상대적으로 많이 흡수하는 칼라 편광판(Color Polarizer)을 사용하며, 상기 정보표시층은 투명한 기판에 정보 내용을 인쇄하거나 그림을 부착하여 형성시킨다. 상기 정보표시층은 투명 물질이거나 반투명 물질을 사용하며, 그 일부분에 고분자 액정층이나 형광물질 층을 형성하여 정보를 표시할 수 있다. 상기 엘시디는 광 셔터 역할을 하면서 정보표시층의 내용을 일부 또는 전체의 명암을 조절한다.The present invention provides an LCD comprising one or more liquid crystal layers between two polarizing plates for polarizing light having a constant visible light band wavelength, and an information display device having one or more information display layers formed between the two polarizing plates. The LCD has a transmissive, reflective, or transflective mode, and the polarizer is a general polarizer that uniformly polarizes all visible light, or a color polarizer that absorbs a relatively large amount of light in a certain wavelength band. The information display layer is formed by printing information or attaching a picture on a transparent substrate. The information display layer may be a transparent material or a translucent material, and a portion of the information display layer may form a polymer liquid crystal layer or a fluorescent material layer to display information. The LCD serves as an optical shutter and adjusts the contrast of a part or the whole of the information display layer.

엘시디(LCD), 정보표시 장치, 광 셔터(Light Shutter), 편광판(Polarizer), 칼라 편광판(Color Polarizer), 반사 편광판(Reflective Polarizer), 반투과 반사판(Half Mirror), 백라이트(Backlight), 형광물질, 고분자액정(Liquid Crystalline Polymers)LCD, Information Display Device, Light Shutter, Polarizer, Color Polarizer, Reflective Polarizer, Half Mirror, Backlight, Fluorescent Material , Liquid Crystalline Polymers

Description

Color Display Apparatus Using LCD Light Shutter {Color Display Apparatus By Using LCD Light Shutters}

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치로서, 투과형 엘시디를 적용한 실시예의 개략 단면도.1A is a schematic cross-sectional view of an embodiment to which a transmissive LCD is applied as a color information display apparatus using an LCD optical shutter according to an embodiment of the present invention.

도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치로서, 투과형 엘시디를 적용한 다른 실시예의 개략 단면도.1B is a schematic cross-sectional view of another embodiment to which a transmissive LCD is applied as a color information display apparatus using an LCD optical shutter according to another embodiment of the present invention.

도 2a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치로서, 반사형 엘시디를 적용한 실시예의 개략 단면도.2A is a schematic cross-sectional view of an embodiment to which a reflective LCD is applied as a color information display apparatus using an LCD optical shutter according to another embodiment of the present invention;

도 2b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치로서, 반사형 엘시디를 적용한 다른 실시예의 개략 단면도.FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of another embodiment to which a reflective LCD is applied as a color information display apparatus using an LCD optical shutter according to another embodiment of the present invention; FIG.

<도면의 부요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for important parts of drawing>

10 : 편광판 11 : 정보표시층10 polarizing plate 11 information display layer

12 : 투명도전기판 13 : 액정층12 transparent substrate 13: liquid crystal layer

14 : 광원 21 : 반사판14 light source 21 reflector

본 발명은 칼라 정보표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a color information display apparatus, and more particularly, to a color information display apparatus using an LCD optical shutter.

광학적인 이방성(Optical Anisotropy)을 가진 액정(Liquid Crystals)과 편광판을 사용하여 광 투과율을 전기적으로 제어하는 엘시디(LCD; Liquid Crystal Display)는 전력 소모량이 적고 무게가 가볍고 두께도 얇아서 정보표시소자로서 널리 사용되고 있다.LCD (Liquid Crystals) with Optical Anisotropy and Liquid Crystal Display (LCD), which uses a polarizer to control light transmittance electrically, are widely used as information display devices due to their low power consumption, light weight, and thinness. It is used.

이러한 엘시디는 일반적으로 두장의 편광판을 사용하며, 정보 표시를 위하여 전극을 작게 형성하여 단위 화소(Pixel)를 이루게 하고 이러한 화소들을 조합하여 다양하고 많은 정보를 직접 표시한다. 편광판의 광 투과율은 일반적으로 약 46% 이하이며 두장의 편광판을 사용하면 전체적인 광 이용률은 30% 이하로 낮아진다. 따라서 선명한 정보를 표시하기 위하여서는 밝은 광원이 필수적이다.The LCD generally uses two polarizing plates, and forms small electrodes for information display to form a unit pixel, and combines these pixels to directly display a variety of information. The light transmittance of the polarizing plate is generally about 46% or less, and the use of two polarizing plates lowers the overall light utilization rate to 30% or less. Therefore, a bright light source is essential for displaying clear information.

이러한 단점을 극복하기 위하여 편광판의 투과율 향상, 엘시디의 대형화 및 초 고정세화, 그리고 작은 크기의 엘시디를 확대하여 투사시키는 프로젝션 방안 등을 이용하고 있다. 그래픽 정보를 직접 표시하기 위하여 화소의 크기를 작게 하여 해상도를 높게 하고 있으나 미세 전극 형성에는 기술적인 한계가 있으며, 또한 그 구동회로의 형성에도 기술적인 어려움과 가격 상승이라는 부정적인 요인이 있다. 일반적인 그래픽 표시 가능한 엘시디의 화소 크기는 약 100 ~ 400㎛ 수준이며, 초고해상도 투사용 엘시디의 화소 크기는 약 10㎛ 수준으로 정밀한 사진과 같은 화상 표시는 실제로 불가능하다. 또한 이러한 미세 전극에 각기 독립적으로 전기적인 신호나 전압을 인가하기 위해서는 고가격의 반도체 회로 소자를 사용해야 한다.In order to overcome these disadvantages, the transmittance improvement of the polarizing plate, the enlargement and ultra-high definition of the LCD, and the projection method to enlarge and project the small size LCD are used. In order to display graphic information directly, the size of the pixel is reduced to increase the resolution, but there are technical limitations in forming the fine electrode, and there are negative factors such as technical difficulties and price increases in the formation of the driving circuit. In general, the pixel size of LCD that can be displayed graphically is about 100-400 μm, and the pixel size of the LCD for ultra-high resolution projection is about 10 μm. In addition, in order to apply an electrical signal or voltage to each of these microelectrodes independently, expensive semiconductor circuit elements must be used.

본 발명은 기존의 엘시디 화소 자체로 직접 정보표시를 함에 따른 단점들을 해결하고 좀 더 선명하고 가격이 저렴한 단순 정보 표시 장치를 구현하고자 함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the disadvantages of displaying information directly with the conventional LCD itself and to implement a simpler information display device that is more clear and inexpensive.

또, 본 발명의 다른 목적은 두장의 편광판에 의하여 빛이 흡수되어 화면이 어두워지는 기존 엘시디의 단점을 보완하기 위하여 보다 밝은 화면이 구현되도록 하는 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치를 제공하고자 함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a color information display apparatus using an LCD optical shutter to realize a brighter screen to compensate for the disadvantage of the conventional LCD that the light is absorbed by the two polarizing plates darken the screen. .

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 미세 전극으로 형성되는 단위 화소의 크기와 숫자로 결정되는 기존 엘시디의 정보표시 해상도를 그래픽 사진 수준으로 높일 수 있는 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치를 제공하고자 함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a color information display apparatus using an LCD optical shutter that can increase the information display resolution of the conventional LCD determined by the size and number of the unit pixel formed of the fine electrode to the level of graphic photography. have.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시양태에 따른 정보표시장치는, 일정한 가시광선대 파장의 빛을 편광시키는 두장의 편광판과, 상기 두장의 편광판 사이에 위치하는 하나 이상의 액정층과, 상기한 두 편광판들과 액정층 사이에 위치하는 하나 이상의 정보표시층과, 가장 바깥쪽에 위치한 하나의 반사층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an information display apparatus according to an embodiment of the present invention, two polarizing plates for polarizing light of a constant visible light band wavelength, at least one liquid crystal layer positioned between the two polarizing plates, At least one information display layer positioned between the two polarizers and the liquid crystal layer, and the outermost one reflective layer is characterized in that.

여기서, 상기 액정층은 투명한 도전막이 형성된 투명한 두장의 기판 사이에 액정을 주입하여 형성시키거나, 일정한 가시광선파장대의 빛이 일정한 광 위상차를 갖도록 하거나, 일정한 가시광선파장대 빛의 일정량만을 반사시키도록 하는 것이 바람직하다.,Herein, the liquid crystal layer is formed by injecting a liquid crystal between two transparent substrates on which a transparent conductive film is formed, or allowing light of a constant visible wavelength band to have a constant optical phase difference, or reflecting only a predetermined amount of light of a constant visible wavelength band. It is desirable,

상기 도전막은 하나 이상의 전극으로 구성되고, 상기 액정층은 상기 도전막에 전기장을 인가하는 세기에 따라서 광학적인 특성이 변화되도록 구성되어도 된다. 또, 상기 액정층은 무인가 전압을 포함하여 적어도 하나 이상의 전압에서 가시광선파장대의 빛이 통과할 때 180도의 광 위상차가 생기도록 구성되어도 된다. 또한, 상기 액정층은 무인가 전압을 포함하여 적어도 하나 이상의 전압에서 일정한 가시광선파장대의 빛을 일정량 선별하여 반사시켜도 된다. 또, 상기 액정층은 임의의 전압을 인가함에 따라서 임의의 광 위상차가 생기도록 구성되어도 된다.The conductive film may be composed of one or more electrodes, and the liquid crystal layer may be configured such that optical characteristics change according to an intensity of applying an electric field to the conductive film. In addition, the liquid crystal layer may be configured such that an optical phase difference of 180 degrees occurs when light of the visible wavelength band passes at at least one voltage including an unapplied voltage. In addition, the liquid crystal layer may select and reflect a predetermined amount of light having a constant visible light wavelength band at least one or more voltages including an unapplied voltage. In addition, the liquid crystal layer may be configured such that an arbitrary optical phase difference occurs as an arbitrary voltage is applied.

상기 정보표시층은 투명한 기판에 임의의 정보를 표시하도록 구성되며, 상기 임의의 정보는 일정한 파장대의 빛을 일정량 흡수하거나 일정량 반사하는 물질을 코팅하여 표현되어도 되고, 상기 임의의 정보는 고분자액정 물질을 코팅하여 표현되어도 되며, 상기 임의의 정보는 형광물질을 코팅하여 표현되어도 된다. 또한, 상기 임의의 정보는 상기 액정층에 전기장을 인가하지 않은 상태에서의 광 반사율과 임의의 전압을 인가한 상태에서의 광 반사율이 서로 상이하도록 하기 위하여, 일정한 파장대의 빛을 일정량 흡수하거나 일정량 반사하는 물질을 복수 층으로 겹치게 하거나 혼합하여 형성되어도 된다. 또, 상기 임의의 정보는 상기 액정층에 전기장을 인가하지 않은 상태에서의 광 투과율과 임의의 전압을 인가한 상태에서의 광 투과율이 서로 상이하도록 하기 위하여, 일정한 파장대의 빛을 일정량 흡수하거나 일정량 반사하는 물질을 복수 층으로 겹치게 하거나 혼합하여 형성되어도 된다. The information display layer is configured to display arbitrary information on a transparent substrate, and the arbitrary information may be expressed by coating a material that absorbs or reflects a certain amount of light in a certain wavelength band, and the arbitrary information may be represented by a polymer liquid crystal material. It may be expressed by coating, and the arbitrary information may be expressed by coating a fluorescent material. In addition, the arbitrary information absorbs a certain amount of light or reflects a certain amount of light in a certain wavelength band so that the light reflectance in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer and the light reflectance in a state where an arbitrary voltage is applied are different from each other. The materials may be formed by overlapping or mixing a plurality of layers. Further, the arbitrary information absorbs a certain amount of light or reflects a certain amount of light in a certain wavelength band so that the light transmittance in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer and the light transmittance in a state where an arbitrary voltage is applied are different from each other. The materials may be formed by overlapping or mixing a plurality of layers.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시양태에 따른 정보표시장치는, 일정한 가시광선대파장의 빛을 편광시키는 두장의 편광판과, 그 편광판들 사이에 위치하는 하나 이상의 액정층과, 상기한 두 편광판들과 액정층 사이에 위치하는 하나 이상의 정보표시층과, 가장 바깥쪽에 위치한 하나 이상의 광원으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an information display device according to another embodiment of the present invention, two polarizing plates for polarizing light of a constant visible light wavelength, one or more liquid crystal layer positioned between the polarizing plates, At least one information display layer positioned between the polarizing plates and the liquid crystal layer and at least one light source positioned at the outermost side.

여기서, 상기 액정층은 투명한 도전막이 형성된 투명한 두장의 기판 사이에 액정을 주입하여 형성시키고, 상기 액정층은 반투과형 액정모드를 갖는 것이 바람직하다. 상기 정보표시층은 투명한 기판에 임의의 정보를 표시하여 형성시키는 것이 바람직하다. 상기 임의의 정보는 일정한 파장대의 빛을 일정량 흡수하거나 일정량 반사하는 물질을 코팅하여 표현하여도 되고, 또 상기 임의의 정보는 고분자액정 물질을 코팅하여 표현하여도 된다. 또한, 상기 임의의 정보는, 액정층에 전기장을 인가하지 않은 상태에서의 광 반사율과 임의의 전압을 인가한 상태에서의 광 반사율이 서로 상이하도록 하기 위하여, 일정한 파장대의 빛을 일정량 흡수하거나 일정량 반사하는 물질을 복수 층으로 겹치게 하거나 혼합하여 형성시켜도 된다. 또, 상기 임의의 정보는, 액정층에 전기장을 인가하지 않은 상태에서의 광 투과율과 임의의 전압을 인가한 상태에서의 광 투과율이 서로 상이하도록 하기 위하여, 일정한 파장대의 빛을 일정량 흡수하거나 일정량 반사하는 물질을 복수 층으로 겹치게 하거나 혼합하여 형성시켜도 된다. 또한, 상기 임의의 정보는 형광물질을 코팅하여 형성시켜도 된다.
The liquid crystal layer is formed by injecting a liquid crystal between two transparent substrates on which a transparent conductive film is formed, and the liquid crystal layer preferably has a transflective liquid crystal mode. The information display layer is preferably formed by displaying arbitrary information on a transparent substrate. The arbitrary information may be expressed by coating a material that absorbs or reflects a certain amount of light in a certain wavelength band, and the arbitrary information may be expressed by coating a polymer liquid crystal material. In addition, the arbitrary information may be used to absorb a certain amount of light or reflect a certain amount of light in a certain wavelength band so that the light reflectance in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer and the light reflectance in a state where an arbitrary voltage is applied are different from each other. The substances to be added may be formed by overlapping or mixing a plurality of layers. In addition, the arbitrary information absorbs a certain amount of light or reflects a certain amount of light in a certain wavelength band so that the light transmittance in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer and the light transmittance in a state where an arbitrary voltage is applied are different from each other. The substances to be added may be formed by overlapping or mixing a plurality of layers. Further, the above arbitrary information may be formed by coating a fluorescent material.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 일정한 가시광선 대 파장의 빛을 편광시키는 두장의 편광판 사이에 하나 이상의 액정층으로 구성되는 엘시디와, 그 두 편광판 사이에 하나 이상의 정보표시층을 형성함으로써, 그 엘시디 및 정보표시층이 광학적으로 상호 작용하여 원하는 정보를 보다 밝게 표시할 수 있도록 한다. 엘시디는 투과형이나 반사형 또는 반투과형 모드로 이루어지고, 편광판은 모든 가시광선대의 빛을 고르게 편광시키는 일반적인 편광판(Neutralized Polarizer)이거나 또는 일정한 파장대의 빛을 상대적으로 많이 흡수하는 칼라 편광판(Color Polarizer)을 사용하며, 정보표시층은 투명한 기판에 정보 내용을 인쇄하거나 그림을 부착하여 형성시킨다. 일반적으로 가시광선대의 빛이란 파장이 430㎚~780㎚인 전자기파를 칭하며, 칼라 편광판은 이 보다 좁은 일정한 가시광선파장 영역 내에서의 편광기능이 그 외의 다른 파장대에서 보다 훨씬 강하게 갖는 편광판의 일종으로 이를 엘시디에 적용하면 간단하게 정보디스플레이의 칼라를 다양하게 할 수 있다. 정보표시층은 광학적으로 투명 물질이거나 또는 반투명 물질을 사용하며, 그 일부분에 고분자액정 층이나 형광물질 층을 형성하여 정보를 표시할 수 있다. 엘시디는 광 셔터 역할을 하면서 정보표시층 내용의 일부 또는 전체의 명암을 조절한다. 이러한 경우, 관측자는 정보표시층에 형성된 사진 수준의 정보 내용을 한 장의 편광판만을 통하여 직접 볼 수 있는 상태가 되며, 전기적으로 조절할 수 있는 엘시디의 광 투과율이나 광 반사율 변화에 따라서 해당 정보의 밝기나 칼라가 각기 다른 정보표시 내용을 보게 된다.
According to the present invention configured as described above, an LCD comprising one or more liquid crystal layers between two polarizing plates for polarizing light having a constant visible light versus wavelength, and one or more information display layers between the two polarizing plates, thereby forming the LCD. And the information display layer optically interact to display the desired information brighter. LCDs can be in transmissive, reflective, or transflective modes, and polarizers are neutral polarizers that uniformly polarize all visible light, or color polarizers that absorb a relatively large amount of light in a given wavelength range. The information display layer is formed by printing information or attaching a picture on a transparent substrate. In general, light in the visible band refers to electromagnetic waves having a wavelength of 430 nm to 780 nm, and a color polarizer is a kind of polarizer having a stronger polarization function in a narrower constant wavelength range than in other wavelength bands. When applied to an LCD, it is possible to easily vary the color of the information display. The information display layer may be an optically transparent material or a translucent material, and may display information by forming a polymer liquid crystal layer or a fluorescent material layer on a portion thereof. The LCD serves as an optical shutter and adjusts the contrast of part or all of the content of the information display layer. In this case, the observer can directly view the information of the photographic level formed on the information display layer through only one polarizing plate, and the brightness or color of the corresponding information is changed according to the light transmittance or light reflectance change of the electronically adjustable LCD. Will see different information display.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a color information display apparatus using an LCD optical shutter according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치로서, 투과형 엘시디를 적용한 실시예의 개략 단면도이다.1A is a schematic cross-sectional view of an embodiment to which a transmissive LCD is applied as a color information display apparatus using an LCD optical shutter according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 칼라 정보표시장치에서는, 광원(14)에서 나온 빛은 편광판(10)을 통과한 후, 한 쌍의 투명도전기판(12)와 액정층(13)으로 이루어진 액정패널을 통과하여 정보표시층(11)을 통과하고 마지막으로 편광판(10)을 통하여 관측자에게 도달된다. In the color information display device according to the present embodiment, the light emitted from the light source 14 passes through the polarizing plate 10 and then passes through the liquid crystal panel composed of the pair of transparent conductive plates 12 and the liquid crystal layer 13. It passes through the information display layer 11 and finally reaches the viewer through the polarizer 10.

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치로서, 투과형 엘시디를 적용한 다른 실시예의 개략 단면도이다.1B is a schematic cross-sectional view of another embodiment to which a transmissive LCD is applied as a color information display apparatus using an LCD optical shutter according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 칼라 정보표시장치에서는, 광원(14)에서 나온 빛이 편광판 (10)을 통과하여 정보표시층(11)을 통과하고, 액정패널(12,13)을 지나 편광판(10)을 통하여 관측자에게 도달된다. In the color information display device according to the present embodiment, light emitted from the light source 14 passes through the polarizing plate 10, passes through the information display layer 11, passes through the liquid crystal panels 12 and 13, and passes through the polarizing plate 10. Through the reach of the observer.

상기한 도 1a와 도 1b의 실시예에서, 두장의 편광판(10)과 액정패널(12,13)은 광원 (14)에서 나온 빛이 관측자에게 전달되는 양을 전기적으로 조절하는 광 셔터 역할을 한다. 1A and 1B, the two polarizing plates 10 and the liquid crystal panels 12 and 13 serve as optical shutters to electrically control the amount of light emitted from the light source 14 to the observer. .

도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치로서, 반사형 엘시디를 적용한 실시예의 개략 단면도이다.2A is a schematic cross-sectional view of an embodiment to which a reflective LCD is applied as a color information display apparatus using an LCD optical shutter according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에서는 엘시디에 입사된 빛(22)은 편광판(10)을 지나 정보표시층 (11)에서 일부 빛(23)이 반사되고 나머지 빛(24)은 액정패널(12,13)을 지난 후에 편광판(10)을 지나 반사판(21)에서 반사되어 되돌아나가서 관측자에 도달된다.In the present embodiment, the light 22 incident on the LCD passes through the polarizing plate 10, and then some light 23 is reflected from the information display layer 11, and the remaining light 24 passes through the liquid crystal panels 12 and 13. Passing through the polarizing plate 10, the reflecting plate 21 is reflected back and reaches the observer.

도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘시디 광 셔터를 이용한 칼라 정보표시장치로서, 반사형 엘시디를 적용한 다른 실시예의 개략 단면도이다.2B is a schematic cross-sectional view of another embodiment to which a reflective LCD is applied as a color information display apparatus using an LCD optical shutter according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에서는 정보표시층(11)이 액정패널(12,13)과 반사편광판(10,21) 사이에 위치한다. 이 경우, 엘시디에 입사된 빛(22)은 편광판(10)을 지나 액정패널(12,13)을 지난 후에 정보표시층(11)에서 일부 빛(23)이 반사되고 나머지 빛(24)은 편광판(10)을 지나 반사판(21)에서 반사되어 되돌아나가서 관측자에 도달된다.In this embodiment, the information display layer 11 is positioned between the liquid crystal panels 12 and 13 and the reflective polarizers 10 and 21. In this case, the light 22 incident on the LCD passes through the polarizer 10, passes through the liquid crystal panels 12 and 13, and then some light 23 is reflected from the information display layer 11, and the remaining light 24 is polarized. Passing by (10), it is reflected by the reflecting plate 21, returns, and reaches an observer.

상기한 반투과형 엘시디의 경우는 도 2a와 도 2b에서 반사판(21)을 반투과 반사판을 사용한다. 관측자가 위치하는 방향이 밝은 경우에는 반투과 반사판은 반사판 역할을 하고, 관측자가 위치하는 곳이 어두운 경우에는 엘시디의 배면에 있는 광원에서 나온 빛이 반투과 반사판을 통과하여 엘시디와 정보표시층을 통과하여 관측자에게 도달된다.In the case of the transflective LCD, the transflective plate is used as the reflector 21 in FIGS. 2A and 2B. If the observer's location is bright, the transflective plate acts as a reflector. If the observer's location is dark, the light from the light source behind the LCD passes through the transflective plate and passes through the LCD and the information display layer. Is reached by the observer.

상기한 투과형과 반사형 그리고 반투과형 엘시디 모두의 경우에 있어서, 일반적으로 두장의 편광판(10)의 광축은 서로 평행하거나 직교하는 방향으로 배열되며, 투명도전기판(12)는 ITO(Indium tin oxide)와 같은 투명 도전막이 코팅된 유리나 투명플라스틱 기판을 사용한다. 투명도전막은 전체 화면을 하나 또는 복수 개의 세그먼트로 분할하여 전체 화면에 같은 전압을 인가하거나 또는 각각의 세그먼트에 독립적이거나 서로 종속적으로 전압을 인가하여 액정층(13)의 액정배열을 조절한다.In the case of both the transmissive, reflective and transflective LCDs, the optical axes of the two polarizing plates 10 are generally arranged in parallel or orthogonal directions to each other, and the transparent conductive plate 12 is made of indium tin oxide (ITO). Use a glass or transparent plastic coated with a transparent conductive film such as. The transparent conductive film adjusts the liquid crystal array of the liquid crystal layer 13 by dividing the entire screen into one or a plurality of segments to apply the same voltage to the entire screen or to apply voltages independently of each segment or independently of each other.

상기 액정층(13)과 두장의 편광판(10)은 일반적인 액정패널 구조로서 TN(Twisted Nematic) LCDs, STN(Super Twisted Nematic) LCDs, Ferroelectric LCDs, π Cells, SBE(Super Birefringence Effects) LCDs, VA(Vertically Aligned) mode LCDs, Cholesteric Phase Transition LCDs, IPS(In Plane Switching) mode LCDs, Polymer Network LCDs 등의 구조를 갖는다.The liquid crystal layer 13 and the two polarizing plates 10 have a general liquid crystal panel structure, TN (Twisted Nematic) LCDs, STN (Super Twisted Nematic) LCDs, Ferroelectric LCDs, π Cells, Super Birefringence Effects (SBE) LCDs, VA ( Vertically Aligned) mode LCDs, Cholesteric Phase Transition LCDs, IPS (In Plane Switching) mode LCDs, Polymer Network LCDs.

상기한 액정 모드들은 모두 편광된 빛이 입사하여 액정층을 통과하면 일정한 위상차를 갖도록 설계된다. 일반적으로 광 위상차는 0도에서 180도 사이를 전기적으로 조절할 수 있게 설계한다. 일정한 임계전압(Threshold voltage) 이하에서의 광 투과율과 일정한 포화전압(Saturation voltage) 이상에서의 광 투과율이 서로 상반되도록 한다. 즉 전기적으로 밝은 상태와 어두운 상태를 조절할 수 있도록 한다.All of the liquid crystal modes are designed to have a constant phase difference when polarized light passes through the liquid crystal layer. In general, the optical phase difference is designed to be electrically controlled between 0 degrees and 180 degrees. The light transmittance below a certain threshold voltage and the light transmittance above a certain saturation voltage are mutually opposite. That is, it is possible to adjust the electrically bright and dark state.

상기 정보표시층(11)은 투명한 기판 상에 고분자 액정이나 잉크, 형광물질, 착색 필름 또는 도료로 인쇄하거나 코팅하여 필요한 정보 내용을 표시한다. 고분자 액정은 네마틱 액정상(Nematic Phase Liquid Crystals) 이나 콜레스테릭 액정상(Cholesteric Phase Liquid Crystals)의 재료를 사용한다. 콜레스테릭 액정상의 트위스트 구조의 피치는 P=nλ로 표시된다. n은 고분자 액정의 평균 굴절률이며, λ는 가시광선대 빛의 파장이다. 이러한 콜레스테릭 액정상은 피치 P에 해당되는 가시광선만을 최대 50% 까지 반사시키므로 그 피치에 상응되는 파장의 일정한 색을 띄게 된다. 빛을 흡수하여 색을 띄게 하는 일반적인 칼라 표시 방법을 사용하여 정보를 표시하는 경우보다는 콜레스테릭 액정상을 이용한 칼라 표시 방법이 보다 효 율적인 광 이용률을 얻을 수 있다. 이러한 정보표시 기능으로서의 콜레스테릭 고분자 액정층의 반사율은 액정패널 구조(13,10)의 광 투과율이나 반사율과는 무관하게 일정하다. 따라서 액정패널 구조가 어두운 상태인 경우에는 콜레스테릭 고분자 액정층에서 반사된 빛(23)만 관측하게 되며, 액정패널 구조가 밝은 상태인 경우에는 반사판에서 반사된 빛(24)와 콜레스테릭 고분자 액정층에서 반사된 빛(23)이 합해져서 관측된다. 즉, 액정패널이 어두운 상태인 경우와 밝은 상태인 경우에 콜레스테릭 고분자 액정을 이용한 정보표시 칼라는 상이하게 된다. 또한 콜레스테릭 고분자 액정이 코팅되지 않은 부분과의 상대적인 명암이 반전되어 효과적인 정보표시 기능을 갖게 된다. 기존의 빛을 흡수하여 색을 띄게 하는 경우에, 도 2a와 도 2b에서의 반사광(23)은 반사율이 일반적으로 20% 이하이다. 반면에 고분자 액정을 이용한 정보표시 방법은 45% 수준의 광 반사율을 얻을 수 있으며, 동시에 반사되는 파장 이외의 빛은 80% 이상의 투과율을 얻을 수 있으므로 기존의 칼라 정보 표시방법 보다 광 이용률을 높일 수 있다. 즉 기존의 칼라 표시방법은 빛을 흡수해야만 하므로 반사와 투과를 동시에 효율화하는 데에 비 적합하며, 고분자 액정은 자체적인 빛의 흡수 없이 칼라 정보 표시가 가능하므로 그만큼 광 이용률이 효과적이다. 정보표시층상의 정보표시 내용을 투명하거나 반투명한 물질과 고분자 액정을 혼합하거나 복수 층으로 겹쳐서 사용하는 경우에는 액정패널 구조의 광 투과율에 따라서 상이한 밝기나 칼라를 얻을 수 있다. 불투명한 필름이나 종이 위에 프린트된 정보내용을 정보표시층(11)에 부착하면 액정패널의 상태와 관계없이 일정한 밝기로 관측된다. 이와 같이 투명하거나 반투명한 정보 또는 불투명한 정보를 정보표시층 (11)에 사진과 같은 해상도로 형성시키는 것은 용이하며, 이러한 정보내용은 엘시디 광 셔터를 통하여 그 일부분 또는 전부의 명암을 조절하여 관측자에게 전달된다. 반투명한 정보나 불투명한 정보내용은 단지 한 장의 편광판만을 통하여 관측되므로 두장의 편광판을 통하여 관측되는 기존의 엘시디를 사용하는 경우 보다 상대적으로 밝으며, 정보내용을 정보표시층(11)에 직접 형성시키므로 사진과 같은 1㎛ 이하의 고해상도를 실현할 수 있다.The information display layer 11 is printed or coated with a polymer liquid crystal or ink, a fluorescent material, a coloring film or a paint on a transparent substrate to display the necessary information content. The polymer liquid crystal uses a material of nematic phase liquid crystals or cholesteric phase liquid crystals. The pitch of the twisted structure of the cholesteric liquid crystal phase is represented by P = nλ. n is the average refractive index of the polymer liquid crystal, and λ is the wavelength of visible light band. Since the cholesteric liquid crystal phase reflects only visible light corresponding to the pitch P up to 50%, the cholesteric liquid crystal phase has a constant color of the wavelength corresponding to the pitch. The color display method using the cholesteric liquid crystal phase can obtain a more efficient light utilization rate than to display information using a general color display method that absorbs light and makes the color stand out. The reflectance of the cholesteric polymer liquid crystal layer as the information display function is constant regardless of the light transmittance and the reflectance of the liquid crystal panel structures 13 and 10. Therefore, when the liquid crystal panel structure is dark, only the light 23 reflected by the cholesteric polymer liquid crystal layer is observed. When the liquid crystal panel structure is bright, the light 24 and the cholesteric polymer reflected by the reflector are observed. The light reflected from the liquid crystal layer 23 is combined and observed. That is, the information display color using the cholesteric polymer liquid crystal is different when the liquid crystal panel is in a dark state and when it is in a bright state. In addition, the relative contrast with the portion where the cholesteric polymer liquid crystal is not coated is inverted to have an effective information display function. In the case of absorbing existing light to make the color stand out, the reflected light 23 in FIGS. 2A and 2B has a reflectance of generally 20% or less. On the other hand, the information display method using the polymer liquid crystal can obtain the light reflectance of 45% level, and at the same time, the light except the reflected wavelength can obtain the transmittance of 80% or more, thereby increasing the light utilization rate than the conventional color information display method. . That is, the conventional color display method is not suitable for efficient reflection and transmission at the same time because it must absorb light, and since the polymer liquid crystal can display color information without absorbing its own light, the light utilization rate is as effective. When the content of the information display on the information display layer is mixed with a transparent or semitransparent material and a polymer liquid crystal or used in a plurality of layers, different brightnesses or colors can be obtained depending on the light transmittance of the liquid crystal panel structure. When the information printed on the opaque film or paper is attached to the information display layer 11, it is observed at a constant brightness regardless of the state of the liquid crystal panel. It is easy to form transparent or translucent information or opaque information on the information display layer 11 at the resolution as shown in the photograph, and this information content is provided to the viewer by adjusting the contrast of a part or the whole through the LCD light shutter. Delivered. Since translucent or opaque information is observed through only one polarizer, it is relatively brighter than using conventional LCDs observed through two polarizers, and forms information directly on the information display layer 11. A high resolution of 1 μm or less as in a photograph can be realized.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 칼라 편광판을 사용함으로써 간단하게 표시 정보 내용의 칼라를 다양화할 수 있다. 정보표시 내용을 편광판 한 장만을 통과하여 관측할 수 있으므로 화면의 밝기가 개선되며, 콜레스테릭 액정상의 고분자 액정층을 사용하여 정보내용을 표시하면 콜레스테릭 액정상 고유의 광 반사 특성에 의하여 보다 밝은 화면을 얻을 수 있다.As mentioned above, according to this invention, the color of display information content can be diversified simply by using a color polarizing plate. Since the information display can be observed through only one polarizer, the brightness of the screen is improved, and when the information is displayed using the polymer liquid crystal layer of the cholesteric liquid crystal phase, the light reflection characteristics inherent to the cholesteric liquid crystal phase You can get a bright screen.

또한 엘시디 광 셔터의 명암 시에도 콜레스테릭 액정상의 선택적 광 반사 특성에 의하여 같은 정보를 다른 색감으로 표시가 가능하다. 형광물질을 고분자 액정층과 겹쳐서 사용하면 보다 선명한 정보표시를 할 수 있으며, 반투과형 엘시디를 사용하면 어두운 곳이나 밝은 곳에서 모두 사용 가능한 정보표시장치가 된다. 정보표시층에 사진이나 인쇄물을 적층하면 초고해상도의 정보를 쉽게 표현할 수 있으며, 엘시디 광 셔터의 명암을 전기적으로 개폐함으로써 시각적인 효과를 높인다.In addition, even when the LCD light shutter is dark, the same information may be displayed in different colors due to the selective light reflection characteristic of the cholesteric liquid crystal. When the fluorescent material is superimposed with the polymer liquid crystal layer, the information can be displayed more clearly. If the semi-transmissive LCD is used, the information display device can be used in both dark and bright places. When a photo or printed material is stacked on the information display layer, super high resolution information can be easily expressed, and the visual effect is enhanced by electrically opening and closing the contrast of the LCD light shutter.

Claims

Two polarizing plates which polarize light of constant visible band wavelength,

At least one liquid crystal layer positioned between the two polarizing plates,

At least one information display layer between the two polarizers and the liquid crystal layer;

An information display device composed of one outermost reflective layer.

The method of claim 1,

And the liquid crystal layer is formed by injecting a liquid crystal between two transparent substrates on which a transparent conductive film is formed.

The method of claim 2,

The liquid crystal layer is an information display device, characterized in that the light of a constant visible light wavelength band has a constant optical phase difference.

The method of claim 2,

And the liquid crystal layer reflects only a predetermined amount of light of a constant visible wavelength band.

The method of claim 2,

And the conductive film is composed of one or more electrodes.

The method of claim 2,

The liquid crystal layer is an information display device, characterized in that the optical properties change according to the intensity of applying the electric field to the conductive film.

The method of claim 2,

And the liquid crystal layer is configured to generate an optical phase difference of 180 degrees when light of the visible wavelength band passes at at least one voltage including an unapplied voltage.

The method of claim 2,

And the liquid crystal layer selects and reflects a predetermined amount of light having a constant visible light wavelength band at least one or more voltages including an unapplied voltage.

The method of claim 2,

And the liquid crystal layer is configured to generate an arbitrary optical phase difference when an arbitrary voltage is applied.

The method of claim 1,

And the information display layer is configured to display arbitrary information on a transparent substrate.

The method of claim 10,

And wherein the arbitrary information is expressed by coating a material that absorbs or reflects a certain amount of light in a certain wavelength band.

The method of claim 10,

Wherein said arbitrary information is expressed by coating a polymer liquid crystal material.

The method of claim 10,

And said arbitrary information is expressed by coating a fluorescent material.

The method of claim 10,

The arbitrary information is such that the light reflectance in a state in which no electric field is applied to the liquid crystal layer and the light reflectance in a state in which an arbitrary voltage is applied are absorbed by a certain amount of light or reflect a certain amount of light in a certain wavelength band. An information display device, characterized in that the material is formed by overlapping or mixing a plurality of layers.

The method of claim 10,

The arbitrary information may be configured to absorb a certain amount of light or reflect a certain amount of light in a certain wavelength band so that the light transmittance in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer and the light transmittance in a state where an arbitrary voltage is applied are different from each other. An information display device, characterized in that the material is formed by overlapping or mixing a plurality of layers.

Two polarizers for polarizing light of a constant visible light wavelength;

One or more liquid crystal layers positioned between the polarizing plates,

Information display device consisting of one or more light sources located at the outermost side.

The method of claim 16,

And the liquid crystal layer has a transflective liquid crystal mode.

The method of claim 16,

And the information display layer is formed by displaying arbitrary information on a transparent substrate.

The method of claim 19,

The arbitrary information may be a material that absorbs or reflects a certain amount of light in a certain wavelength band so that the light reflectance in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer and the light reflectance in a state where an arbitrary voltage is applied are different from each other. An information display apparatus comprising: overlapping or mixing a plurality of layers.

The method of claim 19,

The arbitrary information is a material that absorbs or reflects a certain amount of light in a certain wavelength band so that the light transmittance in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer and the light transmittance in a state where an arbitrary voltage is applied are different from each other. An information display apparatus comprising: overlapping or mixing a plurality of layers.

The method of claim 19,

And said arbitrary information is formed by coating a fluorescent material.