KR940009161B1 - 단일모드 lcd의 컬러화 방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

단일모드 LCD의 컬러화 방법과 그 장치

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 장치의 개략 단면도.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 장치의 시분할 셔터를 도시하고 있는 개략도.

제3도는 종래의 투사형 LCD의 개략 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

9 : 시분할 셔터 11 : 광원

21 : 제2집속렌즈 22 : 제1집속렌즈

23 : 확산렌즈 31 : LCD 스크린

이 발명은 반사형 LCD의 컬러화 방법과 그 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 종래의 투사형 LCD에서 디스플레이 스크린이 설치되는 위치에 LCD를 직접 위치시켜, 백색의 광원으로부터 나오는 빛이 적, 녹, 청의 시분할 셔터를 거쳐서 조사되어 LCD를 컬러화 하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

미국특허 제4,368,963에 개시되어 있는 종래의 투사형 LCD의 컬러시스템이 제3도에 도시되고 있다.

대형스크린(1), 3개의 렌즈(2), 3개의 동일한 LCD패널(3), 적, 녹, 청의 컬러필터(4, 5, 6), 3개의 광원(7), 그리고 3개의 반사경(8)을 포함하는 투사형 LCD에 있어서, 상기 3개의 LCD패널(3)은 동일한 패턴을 가지고 있으며, 이것들은 각각의 렌즈(2)에 의해서 스크린(1)상의 동일한 위치에 촛점이 맞춰지며, 적색을 띄어야할 화상의 구성부는 LCD패널(3)에 전원(3-1)으로부터 전류를 통하여 지정하며, 그 뒤쪽에는 적색필터(4)가 배치되어 있는데, 이것은 색투명한 유리 또는 프라스틱으로 이루어져 있고 상기 색필터(4, 5, 6)는 선택적으로 LCD패널(3)의 전면에 배치될 수도 있으며 렌즈(2)의 전면에 배치될 수도 있다. 이와 같이 표현하고자 하는 각각의 색에 대해 상기와 같이 전류를 흘려주어 각각의 색을 표현한다.

광원(7)의 뒤쪽으로는 반사경(8)이 설치되어 있는데, 이것은 빛의 효과를 개선하기 위한 것이다. 광원으로부터 나오는 각각의 빛은 각각의 필터(4, 5, 6)와 LCD패널(3)을 통하여 지나가고, 각각의 렌즈(2)는 상기 각각의 빛을 확대하여 LCD패널(3)의 전류가 인가된 부를 스크린상에 투사한다. 이와 같은 방법으로 스크린상에 상기 3개의 색을 혼합하여 투사하면 고해상도의 다색상을 구현할 수 있다.

그러나 이와 같은 종래의 투사형 LCD의 경우 광원(7)과 LCD패널(3)이 매우 밀접해 있어서 광원에서 발생하는 열이 LCD특성에 영향을 미치기 때문에 냉각장치가 필요하나 이 장치의 냉각효율성의 한계로 인하여 광원의 세기에 한계가 있었다. 따라서 광원의 세기를 적절하게 조절할 수 없으므로 휘도조절이 어려워 스크린상에 휘도가 떨어지는 결정적인 단점을 가지고 있다. 또한 적, 녹, 청의 필터를 각각 사용하므로써 이에 따른 각각의 렌즈군과 광원을 사용하여야 하므로 많은 부품에 비례해 비용이 증가하며, 장치의 부피에 있어서 많은 면적을 차지하게 되는 단점을 가지고 있다. 여기에 상기한 냉각장치를 추가할 경우 그 비용과 부피는 더욱 늘어나게 되는 단점을 가지고 있다.

이 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고속응답을 하는 반사형 LCD로 만들어진 스크린에 적, 녹, 청의 빛을 차례로 시분할 하여 비춰줌으로써 흑백모드의 LCD를 컬러디스플레이로 가능하게 변화 시키는 것으로서, 광원에 근접해 있는 LCD패널을 스크린의 위치로 이동하고 그 자체를 스크린 대용으로 사용한다. 즉, 광원과 LCD패널이 멀리 떨어져 있기 때문에 광원에서 발생하는 열로 인해 LCD의 특성을 변화시키지 않으므로, 광원의 밝기를 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있어, LCD의 휘도를 개선하고 적, 녹, 청의 색필터를 하나의 시분할 셔터로 단일화하여 단일의 렌즈군과 단일 광원만으로 장치를 구성하기 때문에 종래의 투사형 LCD에 비해 보다 컴팩트한 장치를 실현할 수 있는 흑백 LCD의 칼라화 방법을 제공하는데 목적이 있다.

이를 실현하기 위하여 이 발명은 광원, 광원에서 조사되는 빛을 집속하는 제1집속렌즈, 상기 렌즈의 전면으로 적, 녹, 청으로 이루어진 시분할 셔터, 그리고 이것의 전면에 위치하는 제2집속렌즈와 확산렌즈, 그리고 상기 시분할 셔터와 전원으로 연결되어 있으며 상기한 구성요소들과 일정거리로 떨어져 스크린 역할을 하는 LCD스크린을 구성하여 제공한다.

이하 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 이 발명에 따른 LCD의 칼라화 장치의 실시예를 도시한 것으로서, 광원(11), 광원에서 조사되는 빛을 집속하는 제1집속렌즈(21), 상기 렌즈(21)의 전면으로, 적,녹,청으로 이루어진 시분할 셔터(9), 그리고 이것의 전면에 위치하는 제2집속렌즈(22)와 확산렌즈(23), 그리고 상기 시분할 셔터(9)와 전원(10)으로 연결되어 있으며 상기한 구성요소들과 일정거리로 떨어져 스크린 역할을 하는 LCD스크린(31)으로 이루어져 있다.

또한 상기 시분할 셔터가 제2도에서 도시되고 있는데, 상기 시분할 셔터를 회전시키기 위한 중심축(92)과 이 중심축으로부터 정확히 3분할하여 적, 녹, 청(93, 94, 95)의 색원을 이루고 이것들의 사이에 색이 중첩되는 것을 최대한 방지하기 위하여 일정면적의 경계면(91)을 두어 구성되고 있다.

상기한 중심축(92)은 시분할 셔터(9)와 일체로 이루어져 모터와 같은 회전수단에 의해 회전될 수 있다.

상기한 구성에 의하여 컬러를 구현하는 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시하는 바와 같이 백색의 광원(11)에서 나온 빛은 제1집속렌즈(21)에 의해서 집광되어 적, 녹, 청의 시분할 셔터(9)를 통과하게 된다. 이때 시분할 셔터를 빠른 속도로 회전시키게 되면, 백색광은 적, 녹, 청의색원(93, 94, 95)을 연속하여 순차적으로 통과하게 된다. 이러한 작용으로 백색광은 적, 녹, 청으로 색변환이 일어나면서 제2집속렌즈(22)를 통하여 확산렌즈(23)에 의해서 LCD스크린(31)에 조사된다. 이 과정에서 확산렌즈(23)는 색변환이된 백색광을 확산시켜 이곳과 일정거리 떨어져 위치한 LCD스크린(31)에 조사시키게 된다. 하나의 단색광이 흑백모드의 반사형 LCD스크린에 비추어지면 단일타입의 디스플레이로 보이나, 적, 녹, 청의 삼원색을 가지는 단색광을 연속적으로 비추면 완전컬러화된 디스플레이로 보인다. 한장면의 그림을 표현하려면 하나의 단색광이 비추는 동안은 그와 같은 색을 갖는 그림중의 화소부분만 스위치 시켜주고, 같은 방법으로 다른 단색광이 비추는 동안 그에 대응되는 화소부분만 스위치 된다. 이러한 적, 녹, 청의 단색광이 1초에 30번이상 연속적으로 비춰지면 사람의 눈에는 컬러환된 디스플레이로 인식된다. 즉 상기 시분할 셔터가 1회전하는 주기를 t로 할 경우 빛의 각각의 단색광을 통과하는 주기는 1/3t가 된다.

LCD스크린은 반사형으로서 광원에서 나온빛을 반사시켜서 사람의 눈에 감지되도록 하는 기능을 가지며, 반응속도는 비디오용으로 가능하기 위해서는 30msec이하 이어야 한다. 응용가능한 LCD를 예를들면 PDLCD, PNCLD, FLCD, ECB등이 있으며 모두 반사형이 가능한 LCD이다.

상술한 방법과 구성에 있어서, LCD패널(디스플레이)이 광원과 멀리 떨어져 있으므로 상기 광원에서 나오는 빛이 LCD의 특성에 영향을 미치지 않으므로 광원의 출력을 증가시켜 스크린(LCD패널)의 휘도를 상당히 개선할 수 있으며, 냉각장치가 필요하지 않고 단일 렌즈군과 단일 광원만을 사용하므로 장치를 더욱 컴팩트하게 만들 수 있는 장점이 있다.

이 발명은 상기한 실시예에 한정할 필요는 없다. 예를들면 상기한 시분할 셔터를 반드시 적, 녹, 청의 색상으로 제한하지 않고 색상을 4개 또는 그 이상으로 늘이거나 줄일 수 있다. 즉 색상을 n개로 규정하였을때 그 단색광의 통과 주기는 1/n이 되도록 조사하여 컬러를 구현할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 단색광을 집속하여 일정한 주기로 회전하는 시분할 셔터(9)를 통과시켜, 상기한 단색광을 시분할 셔터의 색원으로 색변환하여 일정거리 떨어진 LCD스크린(31)에 조사함을 특징으로 하는 단일모드 LCD의 컬러화 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 시분할된 적, 녹, 청의 단색광에 따라 상기 LCD스크린(31)상의 화소 동자를 일체화하여 조정함을 특징으로 하는 단일모드 LCD의 컬러화 방법.
3. 광원에서 조사된 단색광을 집속하는 제1집속렌즈(21)와, 상기한 단색광을 다색광으로 변환시키기 위한 다수개의 색원을 갖는 시분할셔터(9)와, 상기한 시분할 셔터를 통하여 색변환 된 단색광을 확산하는 확산렌즈(23)와, 상기한 확산렌즈(23)와 일정거리 떨어져 스크린 기능을 갖는 반사형 LCD스크린(31)으로 구성됨을 특징으로 하는 단일모드 LCD의 컬러화 방법.
4. 제3항에 있어서, 시분할 셔터(9)의 색원 사이에는 색중첩을 방지하기 위한 경계면이 형성됨을 특징으로 하는 단일모드 LCD의 컬러화 방법.