KR200223795Y1 - Flat color display using two-color color filter - Google Patents

Abstract

본 고안은 2-컬러의 컬러 필터를 사용하는 컬러 표시 장치를 제시하며, 그 표시 장치는 평행하게 이격된 상부 및 하부 투과적 기판, 두 개의 투과적 기판 사이의 액정층, 두 개의 투과적 기판의 대응 내부 표면의 전면을 각각 덮는 두 개의 투과적 전극판, 그리고 두 개의 투과적 기판의 외부 표면에 각각 배열된 두 개의 편광판 또는 편광판과 반사판을 포함한다. 더구나, 컬러 필터는 상부 투과적 기판 및 두 개의 투과적 전극판중 하나의 사이에 끼워진다. 그 컬러 필터는 다수의 컬러 유닛을 포함한다. 각 컬러 유닛은 원색 및 그 보색으로 구성된다. 더구나, 흑색 매트릭스는 그 두 색의 주위를 뒤덮는다. 본 고안은 그레이-스케일 변화에 정합된 두 개의 컬러의 조합과 변화를 사용하여 다색 표시 장치의 효과를 성취한다. 그러므로, 본 고안은 휴대용 제품에 광범위하게 사용되어 저 비용, 간단한 구조, 및 손쉬운 제조의 특성을 성취한다.The present invention proposes a color display device using a two-color color filter, wherein the display device includes a top and bottom transparent substrate spaced in parallel, a liquid crystal layer between the two transparent substrates, and two transparent substrates. Two transmissive electrode plates respectively covering the front surface of the corresponding inner surface, and two polarizing plates or polarizing plates and reflecting plates respectively arranged on the outer surfaces of the two transmissive substrates. Moreover, the color filter is sandwiched between the upper transmissive substrate and one of the two transmissive electrode plates. The color filter includes a plurality of color units. Each color unit is composed of a primary color and its complementary color. Moreover, the black matrix covers the surroundings of those two colors. The present invention uses the combination and change of two colors matched to the gray-scale change to achieve the effect of the multicolor display device. Therefore, the present invention is widely used in portable products to achieve the characteristics of low cost, simple structure, and easy manufacturing.

Description

2-컬러의 컬러 필터를 사용하는 평면 컬러 표시 장치 {FLAT COLOR DISPLAY USING TWO-COLOR COLOR FILTER}Flat color display with two-color color filter {FLAT COLOR DISPLAY USING TWO-COLOR COLOR FILTER}

본 고안은 개선된 평면 표시 장치의 구조에 관한 것이며, 특히 액정 표시 장치의 컬러 필터의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to the structure of an improved flat panel display, and more particularly to the structure of a color filter of a liquid crystal display.

어떤 표시 장치 방식을 채택한다 할지라도 모든 평면 표시 장치는 삼원색(적색, 녹색 및 청색; R,G, 및 B)의 다양한 조합(assembly)과 변화를 사용하여 컬러 표시 장치의 목적을 성취한다. 삼원색의 사용이 순색을 이룰지라도, 그것은 컬러 표시 장치의 품질에 대한 요구가 보다 낮은 어떤 환경에서 이상적이지 않다. 가령, 액정 표시 장치(LCD)에서, 전기 및 광학 이방성의 특성이 이용된다. LCD는 양호한 분자의 배향(orientation) 및 유동성(fluidity) 특성을 갖는다. LCD가 조도, 열, 전계, 그리고 자계와 같은 외부의 자극을 받을때, 분자의 배향은 쉽게 변경되어 휘도 명암이 변하도록 하거나 빛이 액정 물질을 통하여 전도될때 다른 전기 및 광학 효과가 나타날 것이다. 게다가, LCD는 가벼운 중량, 편리한 이식성(portability), 작은 크기의 장점을 갖는다. LCD는 또한 보다 적은 전력을 소비한다. 그러므로, LCD는 전자 및 정보 제품의 표시 장치 매체로서 광범위하게 사용된다.Regardless of which display device scheme is adopted, all flat display devices use various combinations and variations of three primary colors (red, green and blue; R, G, and B) to achieve the purpose of the color display. Although the use of the three primary colors is pure, it is not ideal in any environment where the demand for quality of the color display device is lower. For example, in liquid crystal displays (LCDs), the characteristics of electrical and optical anisotropy are utilized. LCDs have good molecular orientation and fluidity characteristics. When the LCD is subjected to external stimuli such as illuminance, heat, electric field, and magnetic field, the orientation of the molecules can be easily changed to change the luminance contrast or other electrical and optical effects when light is conducted through the liquid crystal material. In addition, LCDs have the advantages of light weight, convenient portability, and small size. LCDs also consume less power. Therefore, LCDs are widely used as display medium for electronic and information products.

근본적으로, 전체의 LCD 기술의 아이디어는 빛을 차단하거나 빛을 통과시키는 게이트로서 액정을 사용하는 것이다. 기술적으로, LCD는 두 개의 투과적 기판, 및 이들 기판간에 박리 적층된 다수의 층을 포함한다. 그 박리 적층된 층은 최상부로부터 최하부까지 컬러 필터, 투과적 전극판, 배향막, 액정층, 배향막, 투과적 전극판을 포함한다. 더구나, 편광판은 두 개의 투과적 기판 각각의 외부 표면의 전면을 덮는다. 광빔이 액정층을 통과할때, 액정은 정열되거나 일그러진 상태를 나타내서 빛의 빔을 통과시키도록 하거나 광빔을 차단하도록 한다.In essence, the idea of the whole LCD technology is to use liquid crystals as gates that block or allow light to pass through. Technically, an LCD comprises two transmissive substrates and a plurality of layers that are exfoliated and laminated between these substrates. The peeled and laminated layer includes a color filter, a transparent electrode plate, an alignment film, a liquid crystal layer, an alignment film, and a transparent electrode plate from the top to the bottom. Moreover, the polarizer plate covers the front surface of the outer surface of each of the two transmissive substrates. When the light beam passes through the liquid crystal layer, the liquid crystal exhibits an aligned or distorted state to allow the light beam to pass through or block the light beam.

전압 신호가 상기 LCD에 인가될때, 투과적 전극판 및 컬러 필터는 빛을 통과시키거나 차단되도록 하는 액정층의 기능과 정합하여 컬러 표시 장치가 나타날 수 있도록 한다.When a voltage signal is applied to the LCD, the transparent electrode plate and the color filter match the function of the liquid crystal layer to allow light to pass through or to be blocked so that the color display device can appear.

상기 컬러 필터는 화소라고 불리는 다수의 컬러 그래픽을 포함한다. 각 화소는 자신에 의해 주위에 흑색 매트릭스를 각각 갖는 삼원색으로 구성된다. 컬러 필터는 컬러 표시 장치를 얻도록 이미지 화소의 전면을 덮는다. 그러나, 컬러 필터가 광학 흡수(optical absorption)을 사용하여 컬러 표시 장치를 이루기 때문에, 컬러 집중도(concentration)가 높으면 높을수록, 전체의 전송 속도가 보다 낮게 된다. LCD의 컬러 강도와 휘도 사이는 균형을 이루어야 한다. 더구나, 완전-컬러 표시 장치의 컬러 이미지의 품질이 보다 양호할지라도, 그것은 구조가 보다 복잡하고, 제조가 보다 정교하고, 필요한 전극수가 많게 되고, 그리고 가격이 보다 높게 되는 단점이 있다. 그러므로, 저비용 휴대용 제품에 적당하지 않으며, 컬러 이미지의 품질에 대한 그 제품의 요구는 보다 낮다. 본 고안은 이 문제점을 해결하고자 하는 것이다.The color filter includes a plurality of color graphics called pixels. Each pixel is composed of three primary colors each having a black matrix around them. The color filter covers the entire surface of the image pixel to obtain a color display device. However, since the color filter uses optical absorption to form a color display device, the higher the color concentration, the lower the overall transmission speed. There should be a balance between color intensity and luminance in LCDs. Moreover, although the quality of the color image of the full-color display device is better, it has the disadvantages of a more complicated structure, a more sophisticated manufacturing, a large number of required electrodes, and a higher price. Therefore, it is not suitable for low cost portable products, and its demand for the quality of color images is lower. The present invention is intended to solve this problem.

본 고안의 근본적인 목적은 2-컬러의 컬러 필터를 사용하여 컬러 표시 장치를 제공하는 것이며, 여기서 두 컬러의 조합 및 변화가 사용되어 컬러 이미지 품질이 낮은 휴대용 제품에 적합한 컬러 표시 장치를 얻는다.It is a fundamental object of the present invention to provide a color display device using a two-color color filter, where a combination and change of two colors are used to obtain a color display device suitable for a portable product having a low color image quality.

본 고안의 다른 목적은 다색 표시 장치 및 높은 전송 속도의 특성을 갖는 LCD를 제공하는 것이며, 여기서 2-컬러의 컬러 필터의 각 컬러 블럭의 에어리어는 3-컬러의 컬러 필터의 각 컬러 블럭의 에어리어의 대략 1과 1/2배이다. 동일한 컬러가 사용되면, 2-컬러의 컬러 필터의 컬러 블럭이 보다 큰 에어리어를 가지기 때문에, 그것의 전송 속도는 이론적으로 3-컬러의 컬러 필터의 전송 속도의 1과 1/2배일 것이다.Another object of the present invention is to provide an LCD having a multi-color display device and a high transmission speed characteristic, wherein the area of each color block of the two-color color filter is the area of each color block of the three-color color filter. Roughly one and a half times. If the same color is used, since the color block of the two-color color filter has a larger area, its transmission rate will theoretically be one and a half times the transmission speed of the three-color color filter.

본 고안의 또다른 목적은 간단한 구조이고 손쉽게 제조할 수 있는 저비용의 컬러 표시 장치를 제공하는 것이며, 여기서 보다 적은 전극이 사용되어 외부 회로의 수가 감소된다.Another object of the present invention is to provide a low cost color display device which is simple in structure and easily manufactured, where fewer electrodes are used, thereby reducing the number of external circuits.

본 고안에 따라서, LCD는 두 개의 투과적 기판 및 이 기판간에 다수의 박리 적층된 층을 포함한다. 박리 적층된 층은 최상부로부터 최하부까지 컬러 필터, 투과적 전극판, 배향막, 액정층, 배향막, 및 투과적 전극판을 포함한다. 두 개의 편광판 또는 편광판 및 반사판은 두 개의 투과적 기판의 외부 표면상에 각각 배열된다. 컬러 필터는 다수의 컬러 유닛을 포함한다. 각 컬러 유닛은 원색 및 그 보색으로 구성된다. 두 컬러의 조합 및 변화가 사용되어 다색 표시 장치를 성취한다.According to the present invention, an LCD comprises two transmissive substrates and a plurality of exfoliation laminated layers between the substrates. The peel-laminated layer includes a color filter, a transparent electrode plate, an alignment film, a liquid crystal layer, an alignment film, and a transparent electrode plate from the top to the bottom. Two polarizers or polarizers and reflectors are respectively arranged on the outer surface of the two transmissive substrates. The color filter includes a plurality of color units. Each color unit is composed of a primary color and its complementary color. Combinations and variations of the two colors are used to achieve a multicolor display.

본 고안의 다양한 목적과 장점은 이하의 상세한 기술을 첨부 도면과 결합하여 판독할때 보다 쉽게 이해할 것이다.Various objects and advantages of the present invention will be more readily understood when reading the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 LCD의 구조를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing the structure of an LCD according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 칼라 필터의 도면.2 is a view of a color filter according to an embodiment of the present invention.

본 고안은 종래 LCD의 도메인과 상이한 다른 도메인에서 광범위하게 사용될 수 있도록 두 컬러의 조합 및 변화에 의해 컬러 표시 장치를 얻는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by obtaining a color display device by a combination and change of two colors so that they can be widely used in other domains different from the domain of conventional LCDs.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 LCD의 구조를 도시한 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, LCD(10)는 상부 및 하부의 투과적 기판(12 및 14)을 포함하며, 이것은 일반적으로 유리 또는 다른 물질의 투과적 기판이다. 그 두 개의 투과적 기판(12 및 14)은 평행하게 이격되어 있고 대응 표면을 갖는다. 액정층(16)은 상부 및 하부 투과적 기판(12 및 14)의 대응 표면 사이에 위치된다. 두 개의 투과적 전극판(18 및 18') 및 두 개의 배향막(20 및 20')은 상부 및 하부 투과적 기판 (12 및 14)의 대응 표면의 전면을 덮는다. 두 개의 편광판(22 및22')은 상부 및 하부 투과적 기판(12 및 14) 각각의 외부 표면상에 배열된다. 컬러 필터(24)는 상부 투과적 기판(12)과 투과적 전극판(18) 사이에 끼워진다.1 is a perspective view showing the structure of an LCD according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the LCD 10 includes upper and lower transmissive substrates 12 and 14, which are generally transmissive substrates of glass or other materials. The two transmissive substrates 12 and 14 are spaced in parallel and have corresponding surfaces. The liquid crystal layer 16 is located between the corresponding surfaces of the upper and lower transmissive substrates 12 and 14. Two transmissive electrode plates 18 and 18 'and two alignment films 20 and 20' cover the front surfaces of the corresponding surfaces of the upper and lower transmissive substrates 12 and 14. Two polarizers 22 and 22 'are arranged on the outer surface of each of the upper and lower transmissive substrates 12 and 14. The color filter 24 is sandwiched between the upper transmissive substrate 12 and the transmissive electrode plate 18.

다시 말하면, 다수의 층이 상부 및 하부 투과적 기판(12 및 14) 사이에 박리 적층되어 있다. 그 박리 적층된 층은 최상부로부터 최하부까지 컬러 필터(24), 투과적 전극판(18), 배향막(20), 액정층(16), 배향막(20'), 및 투과적한 전극판(18')을 포함한다. 더구나, 편광판(22 및 22')은 두 개의 투과적 기판(12 및 14)의 외부 표면의 전면을 각각 덮는다. 상기 두 개의 편광판은 또한 편광판 및 반사판으로 대체될 수 있다.In other words, multiple layers are exfoliated between the upper and lower transmissive substrates 12 and 14. The peeled and laminated layers are the color filter 24, the transparent electrode plate 18, the alignment film 20, the liquid crystal layer 16, the alignment film 20 ', and the transparent electrode plate 18' from the top to the bottom. ). Moreover, polarizers 22 and 22 'cover the front surfaces of the outer surfaces of the two transmissive substrates 12 and 14, respectively. The two polarizers can also be replaced by polarizers and reflectors.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 컬러 필터(24)는 다수의 컬러 유닛(242)을 포함한다. 각 컬러 유닛(242)은 원색(244) 및 그 보색(246)으로 구성되어 있다. 흑색 매트릭스(248)는 컬러 필터(24)의 봉합된 위치를 보호하기 위하여 두 컬러(244 및 246)의 주위를 뒤덮어서 컬러 표시 장치가 영향을 받지 않도록 한다. 더구나, 추가된 흑색 매트릭스(248)는 콘트라스트 효과를 강화할 수 있다. 전압 신호가 LCD에 인가될때, 투과적 전극판(18 및18') 및 컬러 필터(24)는 빛을 통과시키도록 하는 편광기(polarizer)의 배열 및 액정층(16)의 기능에 정합하여 원색 및 그 보색의 LCD 화소의 휘도 및 그레이-스케일(gray-scale) 콘트라스트가 조절될 수 있도록 한다. 그러므로, 일련의 상이한 컬러의 효과가 다색 표시 장치를 나타내도록 얻어진다. 그러나, 그 컬러는 원색과 그 보색에 의해 규정된 컬러 섹션으로 제한된다는 점에 주의하자.As shown in FIG. 2, the color filter 24 includes a plurality of color units 242. Each color unit 242 is composed of a primary color 244 and its complementary color 246. The black matrix 248 wraps around the two colors 244 and 246 to protect the sealed position of the color filter 24 so that the color display device is not affected. Moreover, the added black matrix 248 can enhance the contrast effect. When a voltage signal is applied to the LCD, the transmissive electrode plates 18 and 18 'and the color filter 24 match the arrangement of the polarizers to pass light and the function of the liquid crystal layer 16 to match the primary colors and The luminance and gray-scale contrast of the complementary LCD pixels can be adjusted. Therefore, a series of different color effects are obtained to represent a multicolor display device. However, note that the color is limited to the color section defined by the primary color and its complementary color.

본 고안은 두 개의 컬러의 조합 및 변화를 사용하여 컬러 이미지 품질이 낮은 휴대용 제품에 적합하게 되도록 다색 표시 장치의 효과를 얻는다. 본 고안의 컬러 필터가 2-컬러 형태이기 때문에, 보다 적은 전극판이 필요로되며 외부 회로의 수가 감소되어 간단한 구조, 고 전송 속도, 저 비용, 및 손쉬운 제조의 특성을 이루도록 한다. 그러므로, 본 고안은 비디오 게임기의 스크린 및 셀룰러 전화기와 같은 값싼 휴대용 제품에 대하여 광범위하게 사용될 수 있다. 이러한 종류의 제품의 표시 장치 스크린의 컬러 이미지 품질에 대한 요구가 보다 낮기 때문에, 종래 LCD의 고-컬러 표시 장치 수단은 필요로되지 않는다. 본 고안에 의해 제공된 다색 표시 장치는 이러한 종류의 휴대용 제품에 대한 요구를 충족시킬 수 있다. 게다가, 본 고안이 고 전송 속도를 가지기 때문에, 본 고안이 사용될때, 표시 장치의 휘도가 충분하여 조도를 위한 백라이트(backlight)는 필요로되지 않는다. 그러므로, 휴대용 제품에 대한 가장 중요한 요구 즉, 전력 절약이 성취된다. 보다 값비싼 종래 기술의 LCD가 휴대용 제품에 사용된다면, 이러한 종류의 제품의 가격이 매우 증가되어 판매가 크게 저하될 것이다.The present invention uses the combination and variation of two colors to achieve the effect of a multicolor display device to be suitable for portable products with low color image quality. Since the color filter of the present invention is a two-color form, fewer electrode plates are required and the number of external circuits is reduced to achieve the characteristics of simple structure, high transmission speed, low cost, and easy manufacturing. Therefore, the present invention can be widely used for inexpensive portable products such as screens of video game machines and cellular telephones. Since the demand for color image quality of display screens of products of this kind is lower, the high-color display means of conventional LCDs is not necessary. The multicolor display device provided by the present invention can meet the demand for this kind of portable product. In addition, since the present invention has a high transmission speed, when the present invention is used, the brightness of the display device is sufficient so that no backlight for illumination is required. Therefore, the most important demand for portable products, namely power saving, is achieved. If more expensive prior art LCDs are used in portable products, the price of this kind of product will be greatly increased and sales will be greatly reduced.

적색 및 청록색 이외에도, 본 고안의 컬러 필터에서 사용된 두 개의 컬러는 임의의 다른 두 개의 보색일 수 있다. 더구나, 도 2에 도시된 배열 이외에도, 컬러 필터상의 컬러 배열 방식은 또다른 상이한 방식일 수 있다.In addition to red and cyan, the two colors used in the color filter of the present invention may be any other two complementary colors. Moreover, in addition to the arrangement shown in FIG. 2, the color arrangement on the color filter may be another different manner.

본 고안이 바람직한 실시예에 관하여 기술되었을지라도, 본 고안은 이 설명에만 국한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 다양한 대체와 변경이 상술된 바와 같이 제시되었으며, 그외 다른 대체와 변경은 당업자들에 의해 제시될 것이다. 그러므로, 모든 대체 및 변경은 첨부된 청구항에 규정된 본 고안의 범위에 포함된다.Although the present invention has been described in terms of preferred embodiments, it will be understood that the present invention is not limited to this description. Various alternatives and modifications have been presented as described above, and other alternatives and modifications will be suggested by those skilled in the art. Therefore, all substitutions and changes are included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

Claims (4)

2-컬러의 컬러 필터를 사용하는 컬러 표시 장치로서,A color display device using a two-color color filter, 평행하게 이격된 두 개의 투과적 기판과,Two transmissive substrates spaced in parallel, 상기 두 개의 투과적 기판의 대응 내부 표면의 전면을 덮는 두 개의 투과적 전극판과,Two transmissive electrode plates covering the front surface of the corresponding inner surface of the two transmissive substrates; 상기 두 개의 투과적 기판 사이에 위치된 액정층과,A liquid crystal layer positioned between the two transparent substrates, 상기 투 개의 투과적 기판의 외부 표면에 각각 배열된 두 개의 편광판과,Two polarizer plates each arranged on an outer surface of the two transparent substrates; 상기 두 개의 투과적 기판중 하나 및 상기 두 개의 전극판중 하나에 끼워지며, 원색과 그 보색으로 각각 구성된 다수의 컬러 유닛을 포함하는 컬러 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 표시 장치.And a color filter fitted to one of the two transmissive substrates and one of the two electrode plates, the color filter including a plurality of color units each composed of a primary color and a complementary color thereof. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 원색은 적색이며, 그 보색은 청록색인것을 특징으로 하는 컬러 표시 장치.The primary color is red, and the complementary color is cyan. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 흑색 매트릭스는 상기 두 컬러의 주위를 뒤덮는 것을 특징으로 하는 컬러 표시 장치.And a black matrix covers the circumference of the two colors. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 두 개의 편광판은 편광판 및 반사판으로 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 컬러 표시 장치.The two polarizers may be replaced with a polarizer and a reflector.