JP2007334298A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に高輝度の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a high-brightness liquid crystal display device.
近年、光電に関する技術が次々と現れている上、デジタル時代の到来により液晶表示装置の市場は大きく発展している。液晶表示装置(Liquid Crystal Display:LCD)は、高画質、小型、軽量、低電圧駆動、低消費電力、さらには広い応用範囲などの長所を備えているため、携帯型テレビ、携帯電話、ノートブック型コンピュータ、デスクトップ型表示装置などの消費者用電子製品やコンピュータ製品に広く利用され、次第に陰極線管(Cathode Ray Tube:CRT)に取って代わり表示装置の主流となっている。 In recent years, photoelectric technology has appeared one after another, and the market of liquid crystal display devices has been greatly developed with the advent of the digital age. A liquid crystal display (LCD) has advantages such as high image quality, small size, light weight, low voltage drive, low power consumption, and wide application range, so that it can be used for portable TVs, mobile phones, notebooks. Widely used in consumer electronic products and computer products such as desktop computers and desktop display devices, and gradually replaced cathode ray tubes (CRTs), becoming the mainstream of display devices.
液晶自体は発光しないため、表示効果を得るために、バックライトモジュールを使用して光源を提供しなければならなかった。そのため、従来の液晶表示装置は、前端側に液晶表示パネルを有し、後端側にバックライトモジュールを有するバックライト(back−light)型液晶表示装置であるものがほとんどであった。 Since the liquid crystal itself does not emit light, in order to obtain a display effect, a light source must be provided using a backlight module. For this reason, most of the conventional liquid crystal display devices are back-light type liquid crystal display devices having a liquid crystal display panel on the front end side and a backlight module on the rear end side.
液晶表示装置の設計上、輝度は重要な項目の一つであり、従来、液晶表示装置の輝度を向上させる方法としては、開口率を上げるかバックライトモジュール中で輝度向上用フィルムを使用するしかなかった。しかし、開口率を増大させて液晶表示装置の輝度を向上させる技術を利用した場合、製造工程の難度が高まるだけでなく、コストの負担が増大する問題が発生することもあった。
そして、バックライトモジュール中で多数の光学フィルムを使用して輝度を向上させると、その他の問題が発生することもあった。例えば光線の進行過程において、光線が光学フィルムの部分で吸収され、光線の使用率が下がる上、多数の光学フィルムを使用するために、材料及び組み立てにかかるコストが増大することがあった。
また、この光学フィルムは、信頼性テストを行うときに光学フィルムの間に掻け傷が発生して損壊し、コストが増大することがあった。これら光学フィルムの配置が適当でないときは、干渉縞が発生し、モアレ効果(moire effect)により視覚的な欠陥が発生することがあった。
Luminance is one of the important items in the design of liquid crystal display devices. Conventionally, the only way to improve the luminance of a liquid crystal display device is to increase the aperture ratio or use a brightness enhancement film in the backlight module. There wasn't. However, when a technique for increasing the aperture ratio and improving the luminance of the liquid crystal display device is used, there is a problem that not only the difficulty of the manufacturing process increases, but also the cost burden increases.
In addition, when a large number of optical films are used in the backlight module to improve the luminance, other problems may occur. For example, in the process of traveling light rays, the light rays are absorbed by the portion of the optical film, the usage rate of the light rays is reduced, and the use of a large number of optical films may increase the cost of materials and assembly.
In addition, the optical film may be damaged due to scratches between the optical films when performing a reliability test, which may increase the cost. When these optical films are not properly arranged, interference fringes are generated, and visual defects may occur due to the moire effect.
上述の欠点を改善するため、液晶表示パネル中の上ガラス基板の表面上にマイクロレンズアレイを製作し、マイクロレンズ(micro lens)の曲面構造により液晶表示装置の輝度を高める技術が開示されている(特許文献1)。
しかしながら、この方法は、マイクロレンズがマイクロスケール以下のサイズである上、表面構造が曲面であるため、製作する際は、制御することが困難であるという最大の難点があった。また、マイクロレンズのサイズ及び構造により制限されるため、マイクロレンズの曲面構造のカーブにより液晶表示装置の輝度を増強させることはできなかった。
In order to improve the above-mentioned drawbacks, a technique is disclosed in which a microlens array is manufactured on the surface of an upper glass substrate in a liquid crystal display panel, and the brightness of the liquid crystal display device is increased by a curved structure of the microlens. (Patent Document 1).
However, this method has the greatest difficulty that it is difficult to control because the microlens is not larger than the microscale and the surface structure is a curved surface. Further, since it is limited by the size and structure of the microlens, the brightness of the liquid crystal display device cannot be enhanced by the curved surface structure of the microlens.
そのため、コスト負担を下げるとともに製造工程における制御の困難性を抑え、液晶表示装置の輝度を向上させる技術が求められていた。 Therefore, there has been a demand for a technique for reducing the cost burden, suppressing the difficulty of control in the manufacturing process, and improving the luminance of the liquid crystal display device.
本発明の第1の目的は、遮光領域で発生する光損失を低減させ、液晶表示装置の輝度を向上させる液晶表示装置を提供することにある。
本発明の第2の目的は、暗い状態における光漏れを有効に低減させ、液晶表示装置のコントラストを高める液晶表示装置を提供することにある。
本発明の第3の目的は、輝度向上用フィルムの使用数量を減らし、コストの負担を低減させる液晶表示装置を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that reduces light loss generated in a light shielding region and improves the luminance of the liquid crystal display device.
A second object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that effectively reduces light leakage in a dark state and increases the contrast of the liquid crystal display device.
It is a third object of the present invention to provide a liquid crystal display device that reduces the number of brightness enhancement films used and reduces the cost burden.
このような技術的課題解決のため、請求項1記載の発明にあっては、バックライトモジュール、第1の透明基板、第2の基板及び液晶層を備えた高輝度の液晶表示装置であって、前記バックライトモジュールは、光出射面を有し、前記第1の透明基板は、前記バックライトモジュールの前記光出射面の一側に配置され、前記第1の透明基板の一表面内で前記光出射面に隣接した一面に複数の高屈折率領域が形成され、前記高屈折率領域の屈折率は、前記第1の透明基板の屈折率よりも大きく、前記第2の基板は、前記第1の透明基板上に配置され、前記高屈折率領域に対応した位置に形成された複数の光透過領域を有し、前記液晶層は、前記第1の透明基板と前記第2の基板の間に形成されていることを特徴とする。 In order to solve such a technical problem, the invention described in claim 1 is a high-brightness liquid crystal display device including a backlight module, a first transparent substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer. The backlight module has a light emitting surface, and the first transparent substrate is disposed on one side of the light emitting surface of the backlight module, and the first transparent substrate is disposed within one surface of the first transparent substrate. A plurality of high refractive index regions are formed on one surface adjacent to the light emitting surface, the refractive index of the high refractive index region is larger than the refractive index of the first transparent substrate, and the second substrate is A plurality of light transmission regions disposed on a single transparent substrate and corresponding to the high refractive index region, wherein the liquid crystal layer is disposed between the first transparent substrate and the second substrate. It is characterized by being formed.
請求項2記載の発明は、前記高屈折率領域の屈折率は、1.45から1.80の間であることを特徴とする。
The invention according to
請求項3記載の発明は、前記高屈折率領域の厚さは、5から300μmの間であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the thickness of the high refractive index region is between 5 and 300 μm.
請求項4記載の発明は、前記高屈折率領域の厚さは、100から200μmの間であることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that the thickness of the high refractive index region is between 100 and 200 μm.
請求項5記載の発明は、前記高屈折率領域は高分子材料からなることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that the high refractive index region is made of a polymer material.
請求項6記載の発明は、前記第1の透明基板の屈折率は、1.25から1.60の間であることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is characterized in that the refractive index of the first transparent substrate is between 1.25 and 1.60.
請求項7記載の発明は、前記バックライトモジュールと前記第1の透明基板の間に配置された第1の偏光板をさらに備えることを特徴とする。 The invention described in claim 7 further includes a first polarizing plate disposed between the backlight module and the first transparent substrate.
請求項8記載の発明は、前記第2の基板上に配置された第2の偏光板をさらに備えることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is further characterized by further comprising a second polarizing plate disposed on the second substrate.
請求項9記載の発明は、バックライトモジュール、第1の透明基板、第2の基板及び液晶層を備えた高輝度の液晶表示装置であって、前記バックライトモジュールは、光出射面を有し、前記第1の透明基板は、前記バックライトモジュールの前記光出射面の一側に配置され、前記第1の透明基板の一表面内で前記光出射面に隣接した一面に複数の低屈折率領域が形成され、前記低屈折率領域の屈折率は、前記第1の透明基板の屈折率よりも小さく、前記第2の基板は、前記第1の透明基板上に配置され、前記低屈折率領域に対応した位置に形成された複数の遮光領域を有し、前記液晶層は、前記第1の透明基板と前記第2の基板の間に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 The invention according to claim 9 is a high-brightness liquid crystal display device comprising a backlight module, a first transparent substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer, wherein the backlight module has a light emitting surface. The first transparent substrate is disposed on one side of the light emitting surface of the backlight module, and has a plurality of low refractive indexes on one surface adjacent to the light emitting surface within one surface of the first transparent substrate. An area is formed, the refractive index of the low refractive index area is smaller than the refractive index of the first transparent substrate, the second substrate is disposed on the first transparent substrate, and the low refractive index A liquid crystal display device, comprising: a plurality of light shielding regions formed at positions corresponding to the regions, wherein the liquid crystal layer is formed between the first transparent substrate and the second substrate.
請求項10記載の発明は、バックライトモジュール、高分子膜層及び液晶表示パネルを備えた高輝度の液晶表示装置であって、前記バックライトモジュールは、光出射面を有し、前記高分子膜層は、前記バックライトモジュールの前記光出射面の一側に配置され、交互に配置された複数の高屈折率領域と複数の低屈折率領域とを有し、前記液晶表示パネルは、前記高分子膜層上に配置され、前記高分子膜層中の前記高屈折率領域の上方に形成された複数の光透過領域を有していることを特徴とする。 The invention according to claim 10 is a high-brightness liquid crystal display device comprising a backlight module, a polymer film layer, and a liquid crystal display panel, wherein the backlight module has a light emitting surface, and the polymer film The layer is disposed on one side of the light emitting surface of the backlight module, and has a plurality of alternately arranged high refractive index regions and a plurality of low refractive index regions, and the liquid crystal display panel It has a plurality of light transmission regions arranged on the molecular film layer and formed above the high refractive index region in the polymer film layer.
請求項11記載の発明は、前記高屈折率領域の屈折率は、1.45から1.80の間であることを特徴とする。 The invention according to claim 11 is characterized in that a refractive index of the high refractive index region is between 1.45 and 1.80.
請求項12記載の発明は、前記低屈折率領域の屈折率は、1.25から1.60の間であることを特徴とする。 The invention according to claim 12 is characterized in that the refractive index of the low refractive index region is between 1.25 and 1.60.
請求項13記載の発明は、前記高分子膜層の厚さは、5から300μmの間であることを特徴とする。 The invention according to claim 13 is characterized in that the thickness of the polymer film layer is between 5 and 300 μm.
請求項14記載の発明は、前記高分子膜層の厚さは、100から200μmの間であることを特徴とする。 The invention according to claim 14 is characterized in that the thickness of the polymer film layer is between 100 and 200 μm.
請求項15記載の発明は、前記液晶表示パネルは、第1の偏光板と、前記第1の偏光板上に配置された第1の透明基板と、前記第1の透明基板上に配置された第2の基板と、 前記第1の透明基板と前記第2の基板の間に配置された液晶層と、前記第2の基板上に配置された第2の偏光板と、を備えることを特徴とする。 In the invention described in claim 15, the liquid crystal display panel is disposed on a first polarizing plate, a first transparent substrate disposed on the first polarizing plate, and the first transparent substrate. A second substrate; a liquid crystal layer disposed between the first transparent substrate and the second substrate; and a second polarizing plate disposed on the second substrate. And
請求項16記載の発明は、バックライトモジュールと、液晶表示パネルと、複数の高屈折率領域及び複数の低屈折率領域を有する高分子膜層と、を備えた液晶表示装置であって、前記高分子膜層は、前記バックライトモジュールと前記液晶表示パネルの間に配置され、前記高分子膜層中の前記高屈折率領域は、前記液晶表示パネルの複数の光透過領域に対応した位置に形成され、前記低屈折率領域は、前記液晶表示パネルの複数の遮光領域に対応した位置に形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 16 is a liquid crystal display device comprising a backlight module, a liquid crystal display panel, and a polymer film layer having a plurality of high refractive index regions and a plurality of low refractive index regions, The polymer film layer is disposed between the backlight module and the liquid crystal display panel, and the high refractive index region in the polymer film layer is at a position corresponding to a plurality of light transmission regions of the liquid crystal display panel. The low refractive index region is formed at a position corresponding to a plurality of light shielding regions of the liquid crystal display panel.
請求項17記載の発明は、前記高屈折率領域と前記低屈折率領域とは、交互に配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 17 is characterized in that the high refractive index regions and the low refractive index regions are alternately arranged.
請求項18記載の発明は、前記高屈折率領域の屈折率は、1.45から1.80の間であることを特徴とする。 The invention according to claim 18 is characterized in that a refractive index of the high refractive index region is between 1.45 and 1.80.
請求項19記載の発明は、前記低屈折率領域の屈折率は、1.25から1.60の間であることを特徴とする。 The invention according to claim 19 is characterized in that the refractive index of the low refractive index region is between 1.25 and 1.60.
請求項20記載の発明は、前記高分子膜層の厚さは、5から300μmの間であることを特徴とする。 The invention according to claim 20 is characterized in that the thickness of the polymer film layer is between 5 and 300 μm.
請求項21記載の発明は、前記高分子膜層の厚さは、100から200μmの間であることを特徴とする。 The invention according to claim 21 is characterized in that the thickness of the polymer film layer is between 100 and 200 μm.
請求項22記載の発明は、集光層は、複数の高屈折率領域及び複数の低屈折率領域を有し、前記高屈折率領域及び前記低屈折率領域は、それぞれ液晶表示装置中の複数の光透過領域及び複数の遮光領域に対応した位置に形成されていることを特徴とする。 According to a twenty-second aspect of the present invention, the condensing layer has a plurality of high refractive index regions and a plurality of low refractive index regions, and each of the high refractive index regions and the low refractive index regions is a plurality in the liquid crystal display device. It is characterized in that it is formed at positions corresponding to the light transmission region and the plurality of light shielding regions.
請求項23記載の発明は、前記集光層は高分子膜層であることを特徴とする。 The invention according to claim 23 is characterized in that the light condensing layer is a polymer film layer.
請求項24記載の発明は、前記高屈折率領域と前記低屈折率領域とは、交互に配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 24 is characterized in that the high refractive index regions and the low refractive index regions are alternately arranged.
請求項25記載の発明は、前記高屈折率領域の屈折率は、1.45から1.80の間であることを特徴とする。 The invention according to claim 25 is characterized in that the refractive index of the high refractive index region is between 1.45 and 1.80.
請求項26記載の発明は、前記低屈折率領域の屈折率は、1.25から1.60の間であることを特徴とする。 In a twenty-sixth aspect of the present invention, a refractive index of the low refractive index region is between 1.25 and 1.60.
本発明の液晶表示装置は、遮光領域を通るときに発生する光損失を低減させるだけでなく、光フィールド分布を集中させることにより、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。また、本発明の方法を利用すると、暗い状態における光漏れを有効に低減させ、液晶表示装置のコントラストを高めることができる。
さらに本発明の方法は、輝度向上用フィルムの使用数量を減らすことにより、コストを低減させることができる。このほか本発明の方法は、低屈折率領域を通る光線を異なる屈折率を有する媒体の界面上で屈折させ、光透過領域に光線を有効に集中させ、液晶表示装置の輝度をさらに向上させる。
The liquid crystal display device of the present invention can improve the luminance of the liquid crystal display device by concentrating the light field distribution as well as reducing the light loss generated when passing through the light shielding region. Further, when the method of the present invention is used, light leakage in a dark state can be effectively reduced and the contrast of the liquid crystal display device can be increased.
Furthermore, the method of this invention can reduce cost by reducing the usage-amount of the film for brightness improvement. In addition, the method of the present invention refracts light rays passing through the low refractive index region on the interface of media having different refractive indexes, effectively concentrates the light rays in the light transmission region, and further improves the luminance of the liquid crystal display device.
以下、本発明がより詳細かつ完全に理解できるように、図面と併せて説明する。
図1を参照する。図1は、本発明の好適な一実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。図1に示すように、液晶表示装置100は、バックライトモジュール102、第1の偏光板104、第1の透明基板106、液晶層110、第2の基板114及び第2の偏光板116を備える。
バックライトモジュール102は、光出射面101を有する。第1の偏光板104は、バックライトモジュール102の光出射面101の一側に配置されている。第1の透明基板106の一表面には、第1の偏光板104に隣接した一面に複数の高屈折率領域108が形成されている。第2の基板114はカラーフィルタ基板であり、第1の透明基板106と第2の基板114の間には液晶層110が配置されている。
第2の基板114は、光透過領域112a及び遮光領域112bを有し、高屈折率領域108は、光透過領域112aに対応した位置に形成され、光透過領域112aは、高屈折率領域108の上方に形成されている。光透過領域112aから放射される少なくとも三種類の異なる色光には、赤、緑、青の三色光が含まれている。第2の基板114を占有する光透過領域112aの表面積は、第1の透明基板106を占有する高屈折率領域108の表面積と等しいことが好ましい。
In order that the present invention may be more fully and fully understood, it will now be described in conjunction with the drawings.
Please refer to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the liquid
The
The
高屈折率領域108は高分子材料からなることが好ましい。この高屈折率領域108の屈折率は、第1の透明基板106の屈折率よりも大きい。高屈折率領域108の屈折率は、約1.45から1.80の間であり、第1の透明基板106の屈折率は、約1.25から1.60の間であることが好ましい。また、高屈折率領域108の厚さは、好ましくは5から300μmの間であり、さらに好ましくは100から200μmの間であるが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。
The high
図1Aを参照する。図1Aに示すように、遮光領域112bは、低屈折率領域109に対応した位置に、選択的に形成されてもよいが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。この遮光領域112bは、低屈折率領域109の上方に形成されている。
Reference is made to FIG. 1A. As shown in FIG. 1A, the
図2を参照する。図2は、本発明のもう一つの実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。図2に示すように、液晶表示装置200は、バックライトモジュール202、高分子膜層208、第1の偏光板204、第1の透明基板206、液晶層210、第2の基板214及び第2の偏光板216を備える。バックライトモジュール202は、光出射面201を有する。第2の基板214はカラーフィルタ基板であり、第1の透明基板206と第2の基板214の間には液晶層210が配置されている。高分子膜層208は、高屈折率領域208a及び低屈折率領域208bを有し、高屈折率領域208aと低屈折率領域208bとは交互に配置されている。
前述の第2の基板214は、光透過領域212a及び遮光領域212bを含み、高屈折率領域208aは、光透過領域212aに対応した位置に形成され、光透過領域212aは、高分子膜層208中の高屈折率領域208aの上方に形成されている。低屈折率領域208bは、遮光領域212bの領域に対応した位置に形成され、この遮光領域212bは、高分子膜層208中の低屈折率領域208bの上方に配置されている。第2の基板214を占有する光透過領域212aの表面積は、高分子膜層208を占有する高屈折率領域208aの表面積と等しいことが好ましい。
Please refer to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the liquid
The
高分子膜層208は、高分子材料からなることが好ましい。また、高分子膜層208の厚さは、好ましくは5から300μmの間であり、さらに好ましくは100から200μmの間である。高屈折率領域208aの屈折率は、1.45から1.80の間であることが好ましく、低屈折率領域208bの屈折率は、1.25から1.60の間であることが好ましい。
他の実施形態では、光線の利用率を向上させるために、第1の偏光板204の屈折率は、高屈折率領域208aの屈折率よりも大きいことが好ましいが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。
The
In another embodiment, the refractive index of the first
図3を参照する。図3に示すように、本発明のもう一つの実施形態では、第1の透明基板206と第1の偏光板204の間に高分子膜層208を形成してもよいが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。
Please refer to FIG. As shown in FIG. 3, in another embodiment of the present invention, a
本実施形態の光線は、異なる屈折率を有する媒体の界面上において、スネルの法則(Snell's Law)により、入射光が異なる屈折率を有する媒体の界面上を通過すると、反射現象により液晶表示パネルの光透過領域中へ光線を反射させるため、光線の使用率が向上する。図4及び図5を参照する。
図4及び図5は、図1の第1の透明基板106上に形成された高屈折率領域108を示す部分拡大図である。図4に示すように、高屈折率領域108の屈折率はn1であり、第1の透明基板106の屈折率はn2であり、高屈折率領域108と第1の透明基板106との接触界面は接触面107であり、入射角はθ1であり、屈折角はθ2である。
高屈折率領域108の屈折率n1は、第1の透明基板106の屈折率n2よりも大きい。そのため、数式(1)のスネルの法則により、入射光103が高屈折率領域(高密度の媒体)108から第1の透明基板106(低密度の媒体)へ進行すると、屈折角θ2は入射角θ1よりも大きくなる。そして屈折角θ2が90度に等しいときは、屈折後の光線105が接触面107上を進行する。この際、入射角θ1は全反射の臨界角θCという。そのため、スネルの法則の数式(1)は数式(2)のように書き換えることができる。
When the incident light passes on the interface of the medium having a different refractive index on the interface of the medium having a different refractive index according to Snell's Law, the light beam of the present embodiment is reflected on the liquid crystal display. Since the light beam is reflected into the light transmission region of the panel, the usage rate of the light beam is improved. Please refer to FIG. 4 and FIG.
4 and 5 are partially enlarged views showing the high
The refractive index n1 of the high
(数1)
n1×sinθ1=n2×sinθ2数式(1)
(Equation 1)
n1 × sin θ1 = n2 × sin θ2 Formula (1)
(数2)
θC=sin−1(n2/n1)数式(2)
(Equation 2)
θC = sin−1 (n2 / n1) Formula (2)
数式(2)から理解できるように、入射角θ1が全反射の臨界角θCよりも大きいとき、全反射の現象が発生し、図5に示すように、接触面107上で光線105aが反射される。
As can be understood from Equation (2), when the incident angle θ1 is larger than the critical angle θC of total reflection, a phenomenon of total reflection occurs, and the
図1、図4及び図5を同時に参照する。図1、図4及び図5に示すように、まずバックライトモジュール102から放射された光線は、第1の偏光板104に入る。続いて、高屈折率領域108に入射光103が入ると、接触面107上で光線105が反射される。 その後、光線105は、高屈折率領域108及び第1の透明基板106の界面を進んで通り、液晶層110及び第2の基板114中の光透過領域112a、第2の基板114及び第2の偏光板116を順次進行する。
この状態は、全反射された臨界角θCの状態と同じである。入射光103aが全反射であるとき、全反射された光線105aは、第2の基板114の光透過領域112aを通過するため、液晶表示装置の輝度が向上する。
Please refer to FIG. 1, FIG. 4 and FIG. 5 simultaneously. As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the light emitted from the
This state is the same as the state of the totally reflected critical angle θC. When the
さらに詳細には、本実施形態の光線は、異なる屈折率を有する媒体の界面上において、スネルの法則により、入射光が異なる屈折率を有する媒体の界面上を通過すると、反射現象により液晶表示パネルの光透過領域112a中へ光線が反射されるため、第2の基板114の遮光領域112bを通る光線損失が低減される。そのため、光線の使用率が向上するとともに液晶表示装置の輝度が向上する。
More specifically, the light beam of the present embodiment is reflected on the liquid crystal display panel by the reflection phenomenon when incident light passes on the interface of the medium having different refractive indexes on the interface of the medium having different refractive indexes according to Snell's law. Since the light rays are reflected into the light transmission region 112a, the light loss through the
また、本発明の方法では、屈折率が低い第1の透明基板106へ入射光103bを透過させ、異なる屈折率を有する媒体の界面(例えば、高屈折率領域108及び第1の透明基板106の界面)上に屈折効果を発生させ、第2の基板114の光透過領域112aに光線105bを有効に集中させることにより、液晶表示装置の輝度をさらに向上させてもよい。
Further, in the method of the present invention, the incident light 103b is transmitted to the first
以下、本発明の好適な実施形態により高屈折率領域の製造方法を詳しく説明するが、本発明の製造方法はこれだけに限定されるわけではない。 Hereinafter, although the manufacturing method of a high refractive index area | region is demonstrated in detail by suitable embodiment of this invention, the manufacturing method of this invention is not necessarily limited only to this.
(第1製造方法)
図6Aから図6Eを参照する。図6Aから図6Eは、本発明の第1製造方法により、透明基板上に高屈折率領域を形成する製造工程を示す断面図である。図6Aに示すように、透明基板402を準備し、透明基板402上にレジスト層404を形成する。
続いて図6Bに示すように、レジスト層404に対してフォトリソグラフィ工程を行い、パターニングされたレジスト層406を形成する。さらに図6Cに示すように、パターニングされたレジスト層406により覆われていない透明基板402をエッチングし、透明基板402上に凹部408を形成する。この凹部408は、第2の基板の光透過領域(図示せず)に対応した位置に形成されている。その後、パターニングされたレジスト層406を除去する。
(First manufacturing method)
Please refer to FIG. 6A to FIG. 6E. 6A to 6E are cross-sectional views showing a manufacturing process for forming a high refractive index region on a transparent substrate by the first manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 6A, a
Subsequently, as illustrated in FIG. 6B, a photolithography process is performed on the resist
次に図6Dに示すように、スピンコート法により、凹部408の内側と透明基板402上とに高分子材料410を形成する。この高分子材料410の屈折率は、透明基板402の屈折率よりも大きい。
続いて、高分子材料410へ紫外線を照射し、高分子材料410を硬化させる。続いて図6Eに示すように、エッチング工程及び研磨工程を行い、透明基板402の表面を平坦にするとともに、複数の高屈折率領域412を形成する。これにより、高屈折率領域412は透明基板上に形成される。
Next, as shown in FIG. 6D, a
Subsequently, the
或いは、必要に応じて透明基板上に複数の低屈折率領域を形成してもよいが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。この低屈折率領域は、第2の基板の遮光領域に対応した位置に形成されている。 Alternatively, a plurality of low refractive index regions may be formed on the transparent substrate as necessary, but the present invention is not limited to this. The low refractive index region is formed at a position corresponding to the light shielding region of the second substrate.
(第2製造方法)
図7Aから図7Dを参照する。図7Aから図7Dは、本発明の第2製造方法により透明基板上に高屈折率領域を形成する製造工程を示す断面図である。図7Aに示すように、透明基板502上にレジスト層(図示せず)を形成してから、レジスト層にフォトレジスト工程を行い、パターニングされたレジスト層504を形成する。
図7Bに示すように、パターニングされたレジスト層504により覆われていない透明基板502をエッチングし、透明基板502上に凹部506を形成する。凹部506は、第2の基板の光透過領域(図示せず)に対応した位置に形成されている。その後、パターニングされたレジスト層504を除去する。
(Second manufacturing method)
Please refer to FIG. 7A to FIG. 7D. 7A to 7D are cross-sectional views showing a manufacturing process for forming a high refractive index region on a transparent substrate by the second manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 7A, after a resist layer (not shown) is formed on the
As shown in FIG. 7B, the
図7Cに示すように、偏光板508上には一層の粘着層510が塗布されている。粘着層510は、高分子材料からなることが好ましい。粘着層510の厚さは、好ましくは5から300μmの間であり、さらに好ましくは100から200μmの間である。また、粘着層510の屈折率は、透明基板502の屈折率よりも大きい。その後、図7Dに示すように、粘着層510を介し、偏光板508と透明基板502とを接着させる。これにより、透明基板上には高屈折率領域512が形成される。
As shown in FIG. 7C, a single
或いは、必要に応じて透明基板上に複数の低屈折率領域を形成してもよいが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。この低屈折率領域は、第2の基板の遮光領域に対応した位置に形成されてもよい。 Alternatively, a plurality of low refractive index regions may be formed on the transparent substrate as necessary, but the present invention is not limited to this. The low refractive index region may be formed at a position corresponding to the light shielding region of the second substrate.
(第3製造方法)
図8Aから図8Dを参照する。図8Aから図8Dは、本発明の第3製造方法により、透明基板上に高分子膜層を形成する製造工程を示す断面図である。図8Aに示すように、まず透明基板602を準備する。続いて図8Bに示すように、透明基板602上に高分子膜層604を形成する。上述の高分子膜層604の形成方法では、スピンコート法を用いることが好ましいが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。
(Third production method)
Please refer to FIG. 8A to FIG. 8D. 8A to 8D are cross-sectional views showing a manufacturing process for forming a polymer film layer on a transparent substrate by the third manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 8A, a
続いて、図8Cに示すように、フォトマスク606及び紫外線608を利用し、高分子膜層604に対して露光を行い、図8Dに示すような高屈折率領域604a及び低屈折率領域604bを形成する。この高分子膜層604は、露光時間及び露光強度を制御し、屈折率が異なる高屈折率領域604a及び低屈折率領域604bを得る。
これにより、透明基板上に高屈折率領域及び低屈折率領域を形成する。或いは、偏光板上に高分子膜層を形成し、偏光板上に高屈折率領域及び低屈折率領域を形成してもよいが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。
Subsequently, as shown in FIG. 8C, the
Thereby, a high refractive index region and a low refractive index region are formed on the transparent substrate. Alternatively, a polymer film layer may be formed on a polarizing plate, and a high refractive index region and a low refractive index region may be formed on the polarizing plate, but the present invention is not limited to this.
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。 While the preferred embodiments of the present invention have been disclosed above, as may be appreciated by those skilled in the art, they are not intended to limit the invention in any way. Various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the scope of the claims of the present invention should be construed broadly including such changes and modifications.
100 液晶表示装置
101 光出射面
102 バックライトモジュール
103 入射光
103a 入射光
103b 入射光
104 第1の偏光板
105 光線
105a 光線
105b 光線
106 第1の透明基板
107 接触面
108 高屈折率領域
109 低屈折率領域
110 液晶層
112a 光透過領域
112b 遮光領域
114 第2の基板
116 第2の偏光板
200 液晶表示装置
201 光出射面
202 バックライトモジュール
204 第1の偏光板
206 第1の透明基板
208 高分子膜層
208a 高屈折率領域
208b 低屈折率領域
210 液晶層
212a 光透過領域
212b 遮光領域
214 第2の基板
216 第2の偏光板
402 透明基板
404 レジスト層
406 パターニングされたレジスト層
408 凹部
410 高分子材料
412 高屈折率領域
502 透明基板
504 パターニングされたレジスト層
506 凹部
508 偏光板
510 粘着層
512 高屈折率領域
602 透明基板
604 高分子膜層
604a 高屈折率領域
604b 低屈折率領域
606 フォトマスク
608 紫外線
n1 屈折率
n2 屈折率
θ1 入射角
θ2 屈折角
DESCRIPTION OF
Claims (26)
前記バックライトモジュールは、光出射面を有し、前記第1の透明基板は、前記バックライトモジュールの前記光出射面の一側に配置され、前記第1の透明基板の一表面内で前記光出射面に隣接した一面に複数の高屈折率領域が形成され、前記高屈折率領域の屈折率は、前記第1の透明基板の屈折率よりも大きく、
前記第2の基板は、前記第1の透明基板上に配置され、前記高屈折率領域に対応した位置に形成された複数の光透過領域を有し、
前記液晶層は、前記第1の透明基板と前記第2の基板の間に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 A high-brightness liquid crystal display device comprising a backlight module, a first transparent substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer,
The backlight module has a light emitting surface, and the first transparent substrate is disposed on one side of the light emitting surface of the backlight module, and the light is within one surface of the first transparent substrate. A plurality of high refractive index regions are formed on one surface adjacent to the emission surface, and the refractive index of the high refractive index region is larger than the refractive index of the first transparent substrate,
The second substrate is disposed on the first transparent substrate, and has a plurality of light transmission regions formed at positions corresponding to the high refractive index regions,
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal layer is formed between the first transparent substrate and the second substrate.
前記バックライトモジュールは、光出射面を有し、
前記第1の透明基板は、前記バックライトモジュールの前記光出射面の一側に配置され、前記第1の透明基板の一表面内で前記光出射面に隣接した一面に複数の低屈折率領域が形成され、前記低屈折率領域の屈折率は、前記第1の透明基板の屈折率よりも小さく、
前記第2の基板は、前記第1の透明基板上に配置され、前記低屈折率領域に対応した位置に形成された複数の遮光領域を有し、
前記液晶層は、前記第1の透明基板と前記第2の基板の間に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 A high-brightness liquid crystal display device comprising a backlight module, a first transparent substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer,
The backlight module has a light exit surface,
The first transparent substrate is disposed on one side of the light emitting surface of the backlight module, and a plurality of low refractive index regions are formed on one surface adjacent to the light emitting surface within one surface of the first transparent substrate. The refractive index of the low refractive index region is smaller than the refractive index of the first transparent substrate,
The second substrate is disposed on the first transparent substrate and has a plurality of light shielding regions formed at positions corresponding to the low refractive index regions,
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal layer is formed between the first transparent substrate and the second substrate.
前記バックライトモジュールは、光出射面を有し、
前記高分子膜層は、前記バックライトモジュールの前記光出射面の一側に配置され、交互に配置された複数の高屈折率領域と複数の低屈折率領域とを有し、
前記液晶表示パネルは、前記高分子膜層上に配置され、前記高分子膜層中の前記高屈折率領域の上方に形成された複数の光透過領域を有していることを特徴とする液晶表示装置。 A high-brightness liquid crystal display device comprising a backlight module, a polymer film layer, and a liquid crystal display panel,
The backlight module has a light exit surface,
The polymer film layer is disposed on one side of the light exit surface of the backlight module, and has a plurality of alternately arranged high refractive index regions and a plurality of low refractive index regions,
The liquid crystal display panel has a plurality of light transmission regions disposed on the polymer film layer and formed above the high refractive index region in the polymer film layer. Display device.
第1の偏光板と、前記第1の偏光板上に配置された第1の透明基板と、前記第1の透明基板上に配置された第2の基板と、前記第1の透明基板と前記第2の基板の間に配置された液晶層と、前記第2の基板上に配置された第2の偏光板とを備えることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display panel is
A first polarizing plate; a first transparent substrate disposed on the first polarizing plate; a second substrate disposed on the first transparent substrate; the first transparent substrate; The liquid crystal display device according to claim 10, comprising: a liquid crystal layer disposed between the second substrates; and a second polarizing plate disposed on the second substrate.
前記高分子膜層は、前記バックライトモジュールと前記液晶表示パネルの間に配置され、
前記高分子膜層中の前記高屈折率領域は、前記液晶表示パネルの複数の光透過領域に対応した位置に形成され、
前記低屈折率領域は、前記液晶表示パネルの複数の遮光領域に対応した位置に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device comprising a backlight module, a liquid crystal display panel, and a polymer film layer having a plurality of high refractive index regions and a plurality of low refractive index regions,
The polymer film layer is disposed between the backlight module and the liquid crystal display panel,
The high refractive index region in the polymer film layer is formed at a position corresponding to a plurality of light transmission regions of the liquid crystal display panel,
The liquid crystal display device, wherein the low refractive index region is formed at a position corresponding to a plurality of light shielding regions of the liquid crystal display panel.
前記高屈折率領域及び前記低屈折率領域は、それぞれ液晶表示装置中の複数の光透過領域及び複数の遮光領域に対応した位置に形成されていることを特徴とする液晶表示装置に用いる集光層。 The light collecting layer has a plurality of high refractive index regions and a plurality of low refractive index regions,
The high refractive index region and the low refractive index region are formed at positions corresponding to a plurality of light transmission regions and a plurality of light shielding regions in the liquid crystal display device, respectively. layer.
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