KR100433659B1 - Apparatus for thin film transistor liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치에 관한 것으로, 광원과; 상기 광원으로부터 발하여지는 광을 반사시키는 배면 반사체와; 상기 광원과 배면 반사체로부터 오는 광을 패널에 고르게 보내기 위한 도광판과; 시야각 향상을 위하여 상기 도광판 상부에 배치되는 확산판과; 광 누설 방지와 패널로의 광 반사를 위하여 상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과; 광의 경로를 전환시켜 패널에 수직하게 입사시키는 집광판을 포함하여 구성되는 조명장치가 액정 패널의 하면에 배치되는 박막트랜지스터 액정표시장치에 있어서, 상기 광원과 도광판 사이에는 일방향의 편광된 광만을 투과시키고 상기 일방향과 반대방향의 편광된 광은 반사시키는 편광판이 개재되고, 상기 액정패널의 하부에는 하부기판과 편광판 역할을 겸하며 광을 분산시키는 1/4 파장판이 개재되어 구성되며, 조명장치에 콜레스테릭 액정막을 장치하고 하부기판과 그 하부의 편광판을 1/4 파장판으로 교체하여 박형화, 경량화 및 고휘도를 구현하는 것이다.The present invention relates to a thin film transistor liquid crystal display device, comprising: a light source; A rear reflector for reflecting light emitted from the light source; A light guide plate for evenly transmitting the light from the light source and the rear reflector to the panel; A diffusion plate disposed on the light guide plate to improve a viewing angle; A reflector disposed under the light guide plate to prevent light leakage and reflect light to the panel; A thin film transistor liquid crystal display device having an illumination device including a light collecting plate that switches a path of light to enter a panel perpendicularly to a panel, wherein only a polarized light in one direction is transmitted between the light source and the light guide plate. Polarized light in one direction and the opposite direction is interposed with a polarizing plate to reflect, and the lower portion of the liquid crystal panel is composed of a quarter wave plate to serve as a polarizing plate and to disperse the light is interposed, the cholesteric in the lighting device By installing a liquid crystal film and replacing the lower substrate and the polarizing plate of the lower portion with a quarter wave plate to realize a thinner, lighter weight and high brightness.
Description
본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 조명장치(백라이트)내에 콜레스테릭 액정막을 장치하고 하부기판과 그 하부의 편광판을 1/4 파장판으로 교체하여 박형화, 경향화 및 고휘도를 구현하는 박막트랜지스터 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor liquid crystal display device. More specifically, a cholesteric liquid crystal film is installed in a lighting device (backlight), and the lower substrate and the lower polarizing plate are replaced with a quarter wave plate to reduce thickness, tendency, and The present invention relates to a thin film transistor liquid crystal display device implementing high brightness.
이러한 박막트랜지스터 액정표시장치란 스위칭소자로서 박막트랜지스터를 사용하는 화상 그래프 표시장치의 하나로서, 다른 화상 그래프 표시장치인 음극선관(CRT)에 비해 경박 단소형화 및 저소비전력을 실현할 수 있다는 장점이 있다. 이와 같은 액정표시장치는 음극선과는 달리 스스로 빛을 내는 장치가 아니기 때문에 액정 화면 외에 광원을 필요로 하게 된다.The thin film transistor liquid crystal display device is one of an image graph display device using a thin film transistor as a switching element, and has an advantage of realizing a thin and small size and low power consumption compared to a cathode ray tube (CRT), which is another image graph display device. The liquid crystal display device, unlike the cathode ray, is not a device that emits light by itself, and thus requires a light source in addition to the liquid crystal display.
이러한 액정표시장치의 광원으로는 현재 백색 램프가 사용되고 있으며, 상기 램프의 설치 위치에 따라 직하식 백 라이트 유니트와 에지-라이트식 백 라이트 유니트로 구분된다. 직하식 백 라이트 유니트는 형광 램프에서 발생된 빛이 확산판에 의해 균일화된 후, 액정 패널에 입사되는 구조이고, 에지-라이트식 백 라이트 유니트는 형광 램프의 빛이 도광판을 경유해서 면광원화된 후, 액정 패널에 입사되는 구조로 되어 있는 바, 에지-라이트식 백 라이트 유니트의 전형적인 한 예를 도 1을 참고로 하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.A white lamp is currently used as a light source of such a liquid crystal display, and is classified into a direct backlight unit and an edge-lit backlight unit according to the installation position of the lamp. The direct type backlight unit has a structure in which the light generated from the fluorescent lamp is uniformized by the diffuser plate and then incident on the liquid crystal panel. The edge-type backlight unit has a surface light source that passes through the light guide plate. After that, the structure incident on the liquid crystal panel, a typical example of the edge-lit backlight unit will be described with reference to FIG. 1 as follows.
광원인 백색 램프(100)는 배면 반사체(102)로 둘러싸여 있고, 백색 램프(100)의 측면으로 배면 반사체(102)에 의해 반사된 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판(104)이 배치되어 있다. 이러한 도광판(104)의 상면에는 확산판(106)이 배치되어 있으며, 그 하면에는 반사판(108)이 배치되어 있다. 확산판(106)은 하부기판(114) 하면에 부착된 편광판(112)으로 입사되는 빛의 균일도를 높여 주기 위한 것이고, 반사판(108)은 백색 램프(100)에서 도광판(104)으로 반사된 빛의 외부 누출, 즉 도광판(104)의 하부로 빛이 누출되는 것을 방지함과 아울러 편광판(112)이 배치된 도광판(104)의 상부로 빛을 반사시키기 위한 것이다. 또한, 확산판(106)의 상부에는 빛의 진행 경로를 90도와 180도로 전환하여 정렬시키는 집광판(110)이 배치되어 있다.The white lamp 100, which is a light source, is surrounded by the back reflector 102, and a light guide plate 104 is disposed on the side of the white lamp 100 to scatter and uniformize the light reflected by the back reflector 102. A diffuser plate 106 is disposed on the upper surface of the light guide plate 104, and a reflector plate 108 is disposed on the lower surface thereof. The diffuser plate 106 is to increase the uniformity of light incident on the polarizer 112 attached to the lower surface of the lower substrate 114, and the reflector plate 108 is light reflected from the white lamp 100 to the light guide plate 104. In order to prevent the leakage of light to the lower portion of the light guide plate 104, that is, the lower portion of the light guide plate 104, and to reflect the light to the top of the light guide plate 104 on which the polarizing plate 112 is disposed. In addition, a light collecting plate 110 is disposed on the diffusion plate 106 to switch the light traveling path by 90 degrees and 180 degrees.
이와 같이 구성된 조명장치인 백 라이트 유닛은, 백색 램프(100)로부터 발해진 빛이 배면 반사체(102)에 의해 반사되므로써, 도광판(104)과 확산판(106)을 통해 편광판(112)으로 입사되어 소정의 화상이 형성되도록 하는 바, 이때 백색 램프(100)에서 나온 빛은 반사판(108)에 의해 외부로의 누출이 방지된 채 도광판(104)으로 입사되어 고르게 산란되고, 이와 같이 산란된 빛은 확산판(106)에 의해 더욱 균일화된 후, 집광판(110)을 통과하면서 일정각으로 진행 경로가 전환된 후, 편광판(112)으로 수직하게 입사되어 어느 한 방향의 선편광이 된다.The backlight unit, which is an illumination device configured as described above, is incident on the polarizing plate 112 through the light guide plate 104 and the diffuser plate 106 by the light emitted from the white lamp 100 being reflected by the rear reflector 102. A predetermined image is formed, wherein light emitted from the white lamp 100 is incident on the light guide plate 104 to be prevented from leaking to the outside by the reflecting plate 108 and scattered evenly. After the uniformity is further uniformed by the diffusion plate 106, the traveling path is switched at a predetermined angle while passing through the light collecting plate 110, and then is vertically incident on the polarizing plate 112 to be linearly polarized in either direction.
여기서, 휘도를 높이고자 편광판을 제거하는 많은 연구들이 진행되어 왔는데 그들 연구중에는 1/4 파장판과 콜레스테릭 편광판을 사용한 구조가 제안되었다.(대한민국 특허출원번호 제10-1997-028823호)Here, many studies have been conducted to remove the polarizers in order to increase the luminance, and among them, a structure using a quarter wave plate and a cholesteric polarizer has been proposed (Korean Patent Application No. 10-1997-028823).
이러한 액정표시장치는 고휘도성의 광학적 활성 특성을 가지지만 박형화 하는데에는 어느 정도 한계가 있다.Such liquid crystal displays have high brightness and optically active properties, but there are some limitations in thinning them.
이에, 본 발명의 목적은 조명장치(백 라이트)내에 콜레스테릭 액정막을 장치하고 하부기판과 그 하부의 편광판을 1/4 파장판으로 교체하여 박형화, 경량화 및 고휘도를 구현하는 박막트랜지터 액정표시장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to install a cholesteric liquid crystal film in a lighting device (back light) and replace the lower substrate and the lower polarizing plate with a quarter wave plate to realize thinner, lighter weight and high brightness liquid crystal display. In providing a device.
도 1은 종래 기술에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a thin film transistor liquid crystal display device according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view of a thin film transistor liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
200; 광원 201; 콜레스테릭 액정막200; Light source 201; Cholesteric liquid crystal film
202; 배면 반사체 204; 도광판202; Back reflector 204; Light guide plate
206; 확산판 208; 반사판206; Diffuser plate 208; Reflector
209; 보상판 210; 집광판209; Compensation plate 210; Condensing plate
212; 1/4 파장판 214; 액정층212; Quarter wave plate 214; Liquid crystal layer
216; 상부기판 218; 상부 편광판216; Upper substrate 218; Upper polarizer
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 광원과; 상기 광원으로부터 발하여지는 광을 반사시키는 배면 반사체와; 상기 광원과 배면 반사체로부터 오는 광을 패널에 고르게 보내기 위한 도광판과; 시야각 향상을 위하여 상기 도광판 상부에 배치되는 확산판과; 광 누설 방지와 패널로의 광 반사를 위하여 상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과; 광의 경로를 전환시켜 패널에 수직하게 입사시키는 집광판을 포함하여 구성되는 조명장치가 액정 패널의 하면에 배치되는 박막트랜지스터 액정표시장치에 있어서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 광원과 도광판 사이에 개재되며, 액정의 좌나선 방향과 일치하는 방향으로 좌원편광된 광은 반사시키고 상기 액정의 좌나선방향과 역행하는 방향으로 우편광된 광은 투과시키는 콜레스테릭 액정 편광판과, 상기 액정패널의 하부에 배치되어 광을 분산시키는 1/4 파장판이 개재되어 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a light source; A rear reflector for reflecting light emitted from the light source; A light guide plate for evenly transmitting the light from the light source and the rear reflector to the panel; A diffusion plate disposed on the light guide plate to improve a viewing angle; A reflector disposed under the light guide plate to prevent light leakage and reflect light to the panel; In a thin film transistor liquid crystal display device in which an illumination device including a light collecting plate that switches a path of light to enter a panel perpendicularly to a panel is disposed on a lower surface of a liquid crystal panel, in an embodiment of the present invention, the light source is interposed between the light source and the light guide plate. And a cholesteric liquid crystal polarizing plate which reflects the left circularly polarized light in a direction coinciding with the left spiral direction of the liquid crystal and transmits the post-lighted light in a direction opposite to the left spiral direction of the liquid crystal, and disposed below the liquid crystal panel. And a quarter wave plate for dispersing light is provided.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치는, 광원과; 상기 광원으로부터 발하여지는 광을 반사시키는 배면 반사체와; 상기 광원과 배면 반사체로부터 오는 광을 패널에 고르게 보내기 위한 도광판과; 시야각 향상을 위하여 상기 도광판 상부에 배치되는 확산판과; 광 누설 방지와 패널로의 광 반사를 위하여 상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과; 광의 경로를 전환시켜 패널에 수직하게 입사시키는 집광판을 포함하여 구성되는 조명장치가 액정 패널의 하면에 배치되는 박막트랜지스터 액정표시장치에 있어서, 상기 광원과 도광판 사이에는 일방향의 편광된 광만을 투과시키고 상기 일방향과 반대방향의 편광된 광은 반사시키는 편광판을, 상기 집광판 상부에는 보상판을, 상기 액정패널의 하부에는 광을 분산시키는 1/4 파장판을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a thin film transistor liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, a light source; A rear reflector for reflecting light emitted from the light source; A light guide plate for evenly transmitting the light from the light source and the rear reflector to the panel; A diffusion plate disposed on the light guide plate to improve a viewing angle; A reflector disposed under the light guide plate to prevent light leakage and reflect light to the panel; A thin film transistor liquid crystal display device having an illumination device including a light collecting plate that switches a path of light to enter a panel perpendicularly to a panel, wherein only a polarized light in one direction is transmitted between the light source and the light guide plate. Polarized light in one direction and the opposite direction is characterized in that it further comprises a polarizing plate for reflecting, a compensation plate on the light collecting plate, a quarter wave plate for dispersing light in the lower portion of the liquid crystal panel.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, the thin film transistor liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a thin film transistor liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치는, 광원(200)이 조명장치인 백라이트 유닛의 일단부에 설치되어 있고, 그 배면에는 포물선 형태의 거울로 이루어진 배면 반사체(202)가 상기 광원(200)을 일면을 둘러싸고 있다. 상기 광원(200)과 배면 반사체(202)로 부터 오는 광을 패널에 고르게 보내기 위한 도광판(204)이 상기 배면 반사체(202)의 반대 측면에 배치되어 있다. 상기 도광판(204) 상하에는 시야각 향상을 위한 확산판(206)과 광누설과 패널로의 광 반사를 위하여 거울로 된 반사판(208)이 각각 설치되어 있다. 상기 확산판(206) 상부에는 광의 경로를 전환시켜 패널에 수직하게 광을 입사시키는 콜레스테릭 액정을 함유한 집광판(210)이 형성되어 있다.In the thin film transistor liquid crystal display device according to the exemplary embodiment of the present invention, the light source 200 is installed at one end of the backlight unit, which is a lighting device, and a rear reflector 202 made of a parabolic mirror is formed on the rear surface of the thin film transistor liquid crystal display device. 200 surrounds one surface. A light guide plate 204 is disposed on the opposite side of the back reflector 202 to evenly distribute the light from the light source 200 and the back reflector 202 to the panel. Above and below the light guide plate 204, a diffusion plate 206 for improving the viewing angle and a reflection plate 208 made of mirrors for light leakage and light reflection to the panel are respectively provided. The light collecting plate 210 containing the cholesteric liquid crystal is formed on the diffusion plate 206 to switch the path of the light to enter the light perpendicular to the panel.
상기 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치는 광원입구에 콜레스테릭 액정막을 설치하고 하부기판과 그 하부의 편광판을 유리재질의 1/4 파장판(wave plate)으로 대신한 것을 특징으로 한다.In the thin film transistor liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, a cholesteric liquid crystal film is installed at the light source inlet, and the lower substrate and the polarizing plate thereunder are replaced with a quarter wave plate of glass material. It is done.
도 2에 도시된 바와 같이, 조명장치인 백라이트 유닛에 있어서 광원(200) 측면에는 콜레스테릭 액정막(201)이 설치되어 있다. 상기 콜레스테릭 액정은 나선구조를 가지는데 그 방향에 일치하는 빛을 반사하는 특성이 있다. 따라서, 편광이 정의되지 않은 빛이 상기 좌선 콜레스테릭 액정막(201)을 통과하면서 우원 편광된 빛만 투과시키고 좌원 편광된 빛은 반사시킨다,As shown in FIG. 2, the cholesteric liquid crystal film 201 is provided on the side of the light source 200 in the backlight unit serving as an illumination device. The cholesteric liquid crystal has a spiral structure and reflects light corresponding to the direction. Therefore, light having no defined polarization passes through the left cholesteric liquid crystal film 201 and transmits only right polarized light and reflects left circularly polarized light.
그 다음 단계로, 상기 투과된 우원 편광된 빛은 우원 편광된 광만을 통과시키는 콜레스테릭 액정을 함유한 집광판(210)을 거쳐서, 상기 1/4 파장판(212)을 통과하며 일정한 방향의 선편광을 갖게 된다. 그러므로, 상기와 같은 구성된 패널은 고휘도성 광학적 활성 특성을 갖게 되는 것이다. 한편, 상기 배면 반사체(202)와 콜레스테릭 액정막(201) 사이에 갇힌 좌원 편광된 광이 가급적 빨리 우원 편광화되도록 분산 매질로서의 가스를 주입시킬 수도 있다.Next, the transmitted right polarized light passes through the light collecting plate 210 containing the cholesteric liquid crystal passing only the right polarized light and passes through the quarter wave plate 212 and linearly polarizes in a predetermined direction. Will have Therefore, the panel configured as described above has high brightness and optically active properties. Meanwhile, a gas as a dispersion medium may be injected so that the left circularly polarized light trapped between the rear reflector 202 and the cholesteric liquid crystal film 201 is polarized to the right as soon as possible.
여기서, 상기 콜레스테릭 액정막(201)에 있어서, 빛이 반사하는 것에 대한 정량적 설명은 하기와 같다.Here, in the cholesteric liquid crystal film 201, the quantitative explanation for the reflection of light is as follows.
먼저, 액정분자(미도시)의 주축이, 도 2에 도시된 바와 같이, XYZ축에 각각 놓였을때 유전상수를 표현하는 식은 하기와 같다.First, when the main axis of the liquid crystal molecules (not shown), as shown in Figure 2, respectively placed on the XYZ axis, the equation for expressing the dielectric constant is as follows.
이때, 액정분자들이 Z축 간격을 따라 꼬일 때를 표현한 유전상수를 나타내는 행렬은 하기와 같다.In this case, the matrix representing the dielectric constant expressed when the liquid crystal molecules are twisted along the Z-axis interval is as follows.
여기서, e'=(e1+e2)/2e0 2=(ne 2+no 2)/2 이며, de=(e2- e1)/2e = (ne 2- no 2)/2 이다. 이때, ne는 이상광 굴절율(extraordinary refractive index)을, no는 정상광 굴절율(ordinary refractive index)을 각각 나타낸다.Where e '= (e 1 + e 2 ) / 2e 0 2 = (n e 2 + n o 2 ) / 2 and de = (e 2 -e 1 ) / 2e = (n e 2 -n o 2 ) / 2. In this case, n e represents an extraordinary refractive index and n o represents an ordinary refractive index, respectively.
한편, S(qz)는 XY 평면에 대한 회전행렬을 나타낸다.On the other hand, S (qz) represents a rotation matrix with respect to the XY plane.
또한, q는 콜레스테릭 액정의 꼬임 피치 p 에 따른 파수차원의 q= 2π/p 로 정의된다.In addition, q is defined as the wave number dimension q = 2π / p according to the twist pitch p of a cholesteric liquid crystal.
빛의 전기장 성분에 대한 파동 방정식 ∇2E = μ(∂2D/∂t2), D = eE 에서 상기 유전상수 행렬식을 대입시켜주면, ∂2E /∂z2= -k0 2(e'E + △eerei *E + △eeier *E), 단, E = (E+ei+ E-er+ Ezez)e-iwt, 여기서, E+, E-, Ez는 전기장 벡터 성분들이다.Wave equation for the electric field component of light ∇2E = μ (∂2D / ∂t2), Substituting the dielectric constant determinant at D = eE, ∂2E / ∂z2= -k0 2(e'E + △ eerei *E + △ eeier *E), with E = (E+ei+ E-er+ Ezez) e-iwt, Where E+, E-, EzAre the electric field vector components.
빛의 파수 k0= ω/c = 2π/λ, ei와 er는 각각 빛이 입사할때의 편광상태와 빛이 반사되어 나올 때의 편광상태의 단위벡터들이다.The wavenumber k 0 = ω / c = 2π / λ, e i and e r are the unit vectors of the polarization state when the light is incident and the polarization state when the light is reflected.
한편, ∂2E±/∂z2± i2q∂E±/∂z - q2E= -k0 2(e'E±+ △eE)에서, 상기 식의 해를 ｜E±｜∼eikr이라 가정할때,Meanwhile, ∂ 2 E ± / ∂z 2 ± i2q∂E ± / ∂z-q 2 E = -k 0 2 (e'E ± + ΔeE ), The solutions of the equation | when you assumed ~e ikr, | E ±
(-k2-2qk-q2+k0 2e')(-k2+2qk-q2+k0 2e')-(k0 2△e)2=0 을 통해 파수 k2= k1 2, k2 2임을 알 수 있다. (-k 2 -2qk-q 2 + k 0 2 e ') (- k 2 + 2qk-q 2 + k 0 2 e') - (k 0 2 △ e) 2 = 0 over the wave number k 2 = k It can be seen that 1 2 , k 2 2 .
여기서, k1 2= q2+k0 2e'-√(4k0 2q2e'+k0 4△e2), k2 2= q2+k0 2e'-√(4k0 2q2e'+k0 4△e2)이다. 만일 k1 2이 음수가 되면 k1은 허수가 된다. 즉, q2+k0 2e'〈√(4k0 2q2e'+k0 4△e2)Where k 1 2 = q 2 + k 0 2 e'-√ (4k 0 2 q 2 e '+ k 0 4 Δe 2 ), k 2 2 = q 2 + k 0 2 e'-√ (4k 0 2 q 2 e '+ k 0 4 Δe 2 ). If k 1 2 is negative, k 1 is imaginary. That is, q 2 + k 0 2 e '<√ (4k 0 2 q 2 e' + k 0 4 Δe 2 )
파수가 허수이면 상기 식의 전기장이 지수감쇠형으로 감소하여 빛이 상기 콜레스테릭 액정막(201)을 투과하지 못하게 된다.If the wave number is an imaginary number, the electric field of the above equation is reduced to an exponential decay type so that light cannot pass through the cholesteric liquid crystal film 201.
따라서, q/ne〈 k0〈 q/n0조건일 때, 즉, 브래그 반사가 일어나는 조건일때 한 파수의 빛에 대해 투과가 일어나지 않는다.Therefore, no transmission occurs for one wave of light under the condition of q / n e < k 0 < q / n 0 , i.e., under the condition of Bragg reflection.
상기 제 식들을 통해 알 수 있듯이 좌원 편광된 광이 반사하는 조건은 빛의 파장 λ가 nop 〈 λ〈 nep 의 굴절율 no와 ne와, 피치 q의 2π/p 를 갖는 콜레스테릭 액정막(201)을 지날 때이며, 이 때는 빛의 한 파수 k1이 허수값을 가져 자연지수적 감소를 겪으며 약간의 침투는 있지만 통과는 하지 못한다.As can be seen from the above equations, the condition in which the left-circularly polarized light reflects is a cholester having a wavelength λ of refractive index n o and n e of n o p <λ <n e p and 2π / p of the pitch q. This is when the liquid crystal film 201 passes through the Rick liquid crystal film 201, where a wave number k 1 of light has an imaginary value, undergoes a natural exponential decrease, and has a slight penetration but does not pass.
상기 통과하지 못한 좌원 편광된 광은 광원(200)쪽의 거울로 된 배면 반사체(202)와 콜레스테릭 액정막(201)의 반사면을 순회하면서 우원 편광화되어 가며, 결국 우원 편광된 광만 도광판(204), 확산판(206) 및 집광판(210)을 통해 정렬되어간다.The left circularly polarized light that has not passed passes through the reflecting surfaces of the rear reflector 202 and the cholesteric liquid crystal film 201 which are mirrors toward the light source 200, and becomes unidirectionally polarized. 204, through the diffusion plate 206 and the light collecting plate 210.
여기서, 광의 편광과 관련한 광학적 활성의 수식적 설명은 하기와 같다.Here, the formal description of the optical activity related to the polarization of light is as follows.
이하는 광이 1/4 파장판(212)을 통과할 편광의 변화를 나타내는 수식이다.The following expression is a formula representing the change in polarization of light that will pass through the quarter wave plate 212.
만일 광이 우원 편광일 경우이고, 만일 광의 위상이 앞서는 FAST축이 45도로 (+)회전된 선편광일 경우이다. 여기서, A는 eiΦ'x, B는 eiΦ'y, C는 eiΦ이며,는 상기 1/4 파장판(212)의 FAST축(광의 위상이 앞서는 축)이 광의 입사에 대해 수평으로 누워있을 때 대응하는 존스 행렬식이다. 그리고, Φ는 편광판을 통과하기 전 초기의 광의 위상이고, Φ'는 편광판을 통과한 후 변화한 광파의 위상이다.If the light is circular polarized light If the FAST axis with the preceding phase of light is 45 degrees of linearly polarized light, to be. Where A is e iΦ'x , B is e iΦ'y , and C is e iΦ , Is the corresponding Jones matrix when the FAST axis (axis where the phase of light precedes) of the quarter wave plate 212 lies horizontal to the incident of light. Φ is the phase of light initially before passing through the polarizing plate, and Φ 'is the phase of the light wave changed after passing through the polarizing plate.
상기 제 식들에서 알 수 있듯이 우원 편광된 광은 상기 1/4 파장판(212)을 향해 수직으로 입사, 통과한 후에는 상기 1/4 파장판(212)의 FAST축에서 반시계 방향으로 45도 회전된 선편광(X축)을 갖게 된다. 상기 1/4 파장판(212)을 통과하여 선편광된 광은 액정층(214)에서 다시 90도 더 회전하게 되고, 파장판의 SLOW축에반시계 방향으로 45도 회전된 상부 기판(216)상의 상부 편광판(218; Y축)을 통과하게 된다.As can be seen from the above equations, the right polarized light is 45 degrees counterclockwise from the FAST axis of the quarter wave plate 212 after being incident and passed vertically toward the quarter wave plate 212. It has a rotated linear polarization (X axis). The linearly polarized light passing through the quarter wave plate 212 is further rotated 90 degrees in the liquid crystal layer 214, and the upper portion of the upper substrate 216 rotated 45 degrees counterclockwise to the SLOW axis of the wave plate. It passes through the polarizer 218 (Y-axis).
종래 하부기판 하면에 편광판을 배치했을 때와 본 발명에서 제시한 구조와의 투과율과 흡수율을 비교하면 하기의 표 1과 같다.Comparing the transmittance and the absorbance between the structure of the present invention and the structure of the polarizing plate disposed on the lower surface of the lower substrate, are shown in Table 1 below.
상기 표 1을 참조하여, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치는 광분산의 원리를 이용하고 있어 휘도의 저하가 없다.Referring to Table 1, the thin film transistor liquid crystal display device according to the present invention uses the principle of light dispersion, so there is no decrease in luminance.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치는, 광원과; 상기 광원으로부터 발하여지는 광을 반사시키는 배면 반사체와; 상기 광원과 배면 반사체로부터 오는 광을 패널에 고르게 보내기 위한 도광판과; 시야각 향상을 위하여 상기 도광판 상부에 배치되는 확산판과; 광 누설 방지와 패널로의 광 반사를 위하여 상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과; 광의 경로를 전환시켜 패널에 수직하게 입사시키는 집광판을 포함하여 구성되는 조명장치가 액정 패널의 하면에배치되는 박막트랜지스터 액정표시장치에 있어서, 상기 광원과 도광판 사이에는 일방향의 편광된 광만을 투과시키고 상기 일방향과 반대방향의 편광된 광은 반사시키는 편광판이 개재되고, 상기 집광판 상부에는 보상판이 개재되며, 상기 액정패널의 하부에는 광을 분산시키는 1/4 파장판이 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, a thin film transistor liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention, the light source; A rear reflector for reflecting light emitted from the light source; A light guide plate for evenly transmitting the light from the light source and the rear reflector to the panel; A diffusion plate disposed on the light guide plate to improve a viewing angle; A reflector disposed under the light guide plate to prevent light leakage and reflect light to the panel; In a thin film transistor liquid crystal display device having a lighting device including a light collecting plate to switch the path of the light incident to the panel perpendicularly to the panel, the thin film transistor liquid crystal display device is disposed on the lower surface of the liquid crystal panel, wherein only one direction of polarized light is transmitted between the light source and the light guide plate. Polarized light in one direction and the opposite direction is interposed a polarizing plate for reflecting, a compensation plate is interposed on the light collecting plate, the lower portion of the liquid crystal panel is characterized in that the quarter wave plate for dispersing light.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치를 도시한 단면도로서, 상기 일실시예와 일부만 다른 구조일 뿐 그 주요 부분은 동일하므로, 일부 다른 구조에 한정하여 설명한다.3 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor liquid crystal display device according to another exemplary embodiment. Since only a part of the structure is different from the above exemplary embodiment, the main parts thereof are the same, and thus the present invention will be limited to some other structures.
만일, 광이 도광판(204), 확산판(206) 및 집광판(210)을 경유하여 우원 편광된 광이 타원 편광으로 변화하거나, 또는 진행상 수직정렬이 제대로 되지 않을 수도 있는 바, 이는 1/4 파장판(214)에 있어서 수직 방향의 선편광 생성에 영향을 미치므로 상기 집광판(210)상에 보상판(209)을 형성할 수 있다.If the light is circularly polarized via the light guide plate 204, the diffusion plate 206, and the light collecting plate 210, the light may be changed to elliptical polarization, or vertical alignment may not be performed properly. Since the plate 214 affects the generation of linearly polarized light in the vertical direction, the compensation plate 209 may be formed on the light collecting plate 210.
본 명세서에 개시된 실시예는 본 발명에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치를 구현하는 일 예이지 본 발명을 이에 한정하려는 의도는 아니다.The embodiment disclosed herein is an example of implementing a thin film transistor liquid crystal display device according to the present invention, but is not intended to limit the present invention thereto.
기타, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.In addition, it can implement in various changes within the range which does not deviate from the summary of this invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the thin film transistor liquid crystal display according to the present invention has the following effects.
본 발명은 조명장치(백라이트)내에 콜레스테릭 액정층을 장치하고 하부기판과 그 하부의 편광판을 1/4 파장판으로 교체한 것으로 박형화, 경향화 및 고휘도를구현할 수 있다.According to the present invention, a cholesteric liquid crystal layer is installed in a lighting device (backlight), and the lower substrate and the lower polarizing plate are replaced with a quarter wave plate, whereby thickness, tendency and high brightness can be realized.
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