KR100497616B1 - Structure of an LCD device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LCD 장치의 구조에 관한 것으로, 본 발명에서는 입사 편광판 및 투사 편광판의 내부에 입사되는 빛을 집광·산란시킬 수 있는 마이크로 렌즈를 각각 배치하고, 이러한 마이크로 랜즈를 통해 백라이트 램프로부터 LCD 장치의 각 패널들로 입사되는 빛이 양호하게 집광·산란될 수 있도록 함으로써, LCD 장치의 전체적인 광효율 및 시야각 특성을 현저히 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a structure of an LCD device, and in the present invention, a micro lens capable of condensing and scattering light incident on an inside of an incident polarizer and a projection polarizer is disposed, and the microlenses are disposed from a backlight lamp. By allowing the light incident on the panels to be well collected and scattered, the overall light efficiency and viewing angle characteristics of the LCD device can be significantly improved.
Description
본 발명은 엘씨디(LCD: Liquid Crystal Display) 장치의 구조에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 편광판 내부에 마이크로 렌즈를 구비하고, 이를 통해, 램프로부터 입사되는 빛의 집광·산란을 적절히 유도함으로써, LCD 장치의 전체적인 시야각 특성 및 광효율을 현저히 향상시킬 수 있도록 하는 LCD 장치의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a liquid crystal display (LCD) device, and more particularly, having a micro lens inside a polarizing plate, and through this, by appropriately inducing condensing and scattering of light incident from a lamp, an LCD device The present invention relates to a structure of an LCD device capable of significantly improving the overall viewing angle characteristic and light efficiency of the.
최근 현대사회가 정보사회화되어감에 따라 정보표시장치의 하나인 LCD 장치는 그 중요성이 점차 증가되는 추세에 있으며, 특히, 그것이 갖고 있는 소형화, 경량화, 저전력소비화 등의 장점 때문에, LCD 장치는 CRT(Cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체수단으로써 점차 그 사용 영역이 확대되는 추세에 있다.Recently, as the modern society becomes information socialized, LCD devices, which are one of the information display devices, are gradually increasing in importance. Especially, due to the advantages of small size, light weight, low power consumption, and so on, the LCD devices are CRT. As an alternative means to overcome the shortcomings of (Cathode ray tube), the use area is gradually expanding.
이때, LCD 장치에는 편광판이 부착되는 것이 일반적인데, 이러한 편광판은 액정을 투과한 빛 중 특정 방향으로 강하게 진동하는 빛만을 선택적으로 투과시키는 역할을 수행함으로써, LCD 장치가 자신에게 부여된 정보표시기능을 양호하게 수행할 수 있도록 보조한다.In this case, a polarizing plate is generally attached to the LCD device, and the polarizing plate selectively transmits only the light vibrating strongly in a specific direction among the light passing through the liquid crystal, thereby allowing the LCD device to display the information display function. Assist in good performance.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 컬러패턴(2a) 및 TFT 전극(1a)이 형성된 컬러필터 기판(2) 및 TFT 기판(1)은 액정(3)을 그것들의 사이에 개재시킨 상태로 서로 대향되도록 배치된다.Here, as shown in Fig. 1, the color filter substrate 2 and the TFT substrate 1 on which the color pattern 2a and the TFT electrode 1a are formed are mutually placed with the liquid crystal 3 interposed therebetween. Are arranged to face each other.
이때, 컬러필터 기판(2) 및 TFT 기판(1)의 외측부에는 액정(3)으로 유입되는 빛을 편광시키기 위한 입사 편광판(4) 및 투사 편광판(5)이 각각 부착된다.At this time, the incident polarizer 4 and the projection polarizer 5 for polarizing the light flowing into the liquid crystal 3 are attached to the outer side of the color filter substrate 2 and the TFT substrate 1, respectively.
여기서, 입사 편광판(4)은 컬러필터 기판(2) 및 TFT 기판(1)의 측부에 배치된 백라이트 램프(미도시)로부터 일정량의 빛을 입사받은 후 입사되는 빛 중 특정 방향의 빛만을 액정(3)으로 통과시키는 역할을 수행한다.Here, the incident polarizer 4 receives only a certain amount of light from a backlight lamp (not shown) disposed on the side of the color filter substrate 2 and the TFT substrate 1 and then emits only a light in a specific direction among the incident light. 3) to pass the role.
이때, 일정한 방향을 유지하면서 액정(3)으로 입사된 빛은 액정(3)에 의해 복굴절된 후 투사 편광판(5)으로 유입되고, 투사 편광판(5)은 유입되는 빛을 다시 편광시킴으로써, 이들이 외부로 적절히 디스플레이되도록 한다.At this time, the light incident on the liquid crystal 3 while maintaining a constant direction is birefringent by the liquid crystal 3 and then introduced into the projection polarizer 5, and the projection polarizer 5 polarizes the incoming light again, so that they To be displayed properly.
그러나, 이러한 종래의 LCD 장치에 있어서, 상술한 바와 같이, 백라이트 램프로부터 컬러필터 기판 및 TFT 기판으로 입사된 빛은 입사 편광판 및 투사 편광판을 반복·투과한 후 그것들에 의해 편광되는 바, 그 결과, LCD 패널에 최종적으로 디스플레이되는 화상정보의 시야각이 현저히 좁아지는 심각한 문제점이 초래된다.However, in such a conventional LCD device, as described above, the light incident from the backlight lamp onto the color filter substrate and the TFT substrate is polarized by them after repeating and transmitting the incident polarizing plate and the projection polarizing plate, and as a result, There is a serious problem that the viewing angle of the image information finally displayed on the LCD panel is significantly narrowed.
또한, 상술한 바와 같이, 백라이트 램프로부터 입사된 빛은 입사 편광판, 투사 편광판, 컬러필터 기판, TFT 기판을 순차적으로 투과하여 LCD 패널에 최종적으로 디스플레이되는 바, 이때, 입사된 빛은 상술한 각 시트들을 모두 투과하여야 하기 때문에, 그 투과율은 전체적으로 10% 미만의 미미한 값을 갖게됨으로써, LCD 장치 전체의 광학적 효율이 현저히 저하되는 심각한 문제점이 초래된다.In addition, as described above, light incident from the backlight lamp is sequentially transmitted through the incident polarizer, the projection polarizer, the color filter substrate, and the TFT substrate to be finally displayed on the LCD panel. Since all of them must be transmitted, the transmittance has a small value of less than 10% as a whole, which causes a serious problem that the optical efficiency of the LCD device as a whole is significantly reduced.
따라서, 본 발명의 목적은 입사 편광판 및 투사 편광판의 내부에 입사되는 빛을 집광·산란시킬 수 있는 마이크로 렌즈를 각각 배치하고, 이러한 마이크로 랜즈를 통해 백라이트 램프로부터 LCD 장치의 각 패널들로 입사되는 빛이 양호하게 집광·산란될 수 있도록 함으로써, LCD 장치의 전체적인 광효율 및 시야각 특성을 현저히 향상시킬 수 있도록 하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to arrange microlenses capable of condensing and scattering light incident on the inside of the incident polarizer and the projection polarizer, respectively, and the light incident on the respective panels of the LCD device from the backlight lamp through such microlenses. It is possible to significantly improve the overall light efficiency and viewing angle characteristics of the LCD device by allowing the light to be condensed and scattered satisfactorily.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배면 편광판, TFT 기판, 컬러필터 기판 및 전면 편광판을 포함한다. 상기 배면 편광판은 입사되는 빛을 선택적으로 투과시키고, 상기 TFT 기판은 상기 배면 편광판의 상부에 형성되고, TFT 전극이 배열된다. 상기 컬러필터 기판은 상기 TFT 기판의 상부에 형성되고, 컬러패턴이 배열되고, 상기 전면 편광판은 상기 컬러필터 기판의 상부에 형성되고, 입사되는 빛을 선택적으로 투과시킨다.The present invention for achieving the above object includes a rear polarizer, a TFT substrate, a color filter substrate and a front polarizer. The back polarizer selectively transmits incident light, the TFT substrate is formed on the top of the back polarizer, and the TFT electrodes are arranged. The color filter substrate is formed on the TFT substrate, color patterns are arranged, and the front polarizer is formed on the color filter substrate, and selectively transmits incident light.
상기 배면 편광판은 상기 TFT 기판의 저부에 부착된 배면 편광체와, 상기 배면 편광체의 저부에 부착되고, 오목렌즈가 형성된 제1 렌즈판과, 상기 제1 렌즈판의 저부에 부착된 제1 보호판을 포함한다.The rear polarizer is a rear polarizer attached to a bottom of the TFT substrate, a first lens plate attached to a bottom of the rear polarizer and formed with a concave lens, and a first protective plate attached to a bottom of the first lens plate. It includes.
상기 전면 편광판은 상기 컬러필터 기판의 상부에 부착된 전면 편광체와, 상기 전면 편광체의 상부에 부착되고 볼록렌즈가 형성된 제2 렌즈판과, 상기 제2 렌즈판의 상부에 부착된 제2 보호판을 포함한다.The front polarizer may include a front polarizer attached to an upper portion of the color filter substrate, a second lens plate attached to an upper portion of the front polarizer and a convex lens formed thereon, and a second protective plate attached to an upper portion of the second lens plate. It includes.
여기서, 상기 오목렌즈는 오목부와 상기 오목부에 대향하는 플랫부를 포함하고, 상기 오목부는 상기 제1 보호판을 마주보도록 형성되고, 상기 플랫부는 상기 배면 편광체를 마주보도록 형성된 것을 특징으로 한다.The concave lens may include a concave portion and a flat portion facing the concave portion, wherein the concave portion is formed to face the first protective plate, and the flat portion is formed to face the rear polarizer.
또한, 상기 볼록렌즈는 볼록부와 상기 볼록부에 대향하는 플랫부를 포함하고, 상기 볼록부는 상기 제2 보호판을 마주보도록 형성되고, 상기 플랫부는 상기 전면 편광체를 마주보도록 형성된 것을 특징으로 한다.The convex lens may include a convex portion and a flat portion facing the convex portion, wherein the convex portion is formed to face the second protective plate, and the flat portion is formed to face the front polarizer.
이러한 LCD 장치의 구조에 의하면, LCD 장치의 전체적인 시야각 및 광효율을 현저히 향상시킬 수 있다.According to the structure of such an LCD device, the overall viewing angle and light efficiency of the LCD device can be significantly improved.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LCD 장치의 구조를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the structure of the LCD device according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LCD 장치는 입사되는 빛을 선택적으로 투과시키는 제1 편광판(10), 예컨대, 입사 편광판과, 상기 제1 편광판(10)의 저부에 배치되면서, 컬러패턴(2a)이 배열된 컬러필터 기판(2)과, 상기 컬러필터 기판(2)에 대향하면서 TFT 전극(1a)이 배열된 TFT 기판(1)과, 상기 TFT 기판(1)의 저부에 배치되면서 입사되는 빛을 선택적으로 투과시키는 제2 편광판(20), 예컨대, 입사 편광판을 포함한다.As shown in FIG. 2, the LCD device according to the present invention is arranged with a first polarizing plate 10, for example, an incident polarizing plate and a bottom of the first polarizing plate 10, for selectively transmitting incident light. A color filter substrate 2 on which a pattern 2a is arranged, a TFT substrate 1 on which a TFT electrode 1a is arranged while facing the color filter substrate 2, and a bottom of the TFT substrate 1 And a second polarizing plate 20, for example, an incident polarizing plate, for selectively transmitting incident light.
상기 제1 편광판(10)은 상기 컬러필터 기판(2)의 상부에 부착된 제1 편광체(12)와, 상기 제1 편광체(12)의 상부에 부착된 제1 렌즈판(13)과, 상기 제1 렌즈판(13)의 상부에 부착된 제1 보호판(14)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 편광체(12)는 편광성능이 우수한 PVA(Poly Vinyl Alchol) 재질로 형성된다. 이에 따라, 상기 제1 편광판(10)은 양호한 편광기능을 신속히 수행할 수 있다.The first polarizer 10 may include a first polarizer 12 attached to an upper portion of the color filter substrate 2, a first lens plate 13 attached to an upper portion of the first polarizer 12, and The first protective plate 14 is attached to an upper portion of the first lens plate 13. Here, the first polarizer 12 is formed of PVA (Poly Vinyl Alchol) material having excellent polarization performance. Accordingly, the first polarizing plate 10 can quickly perform a good polarization function.
상기 제1 편광체(12)는 우수한 접착력을 갖는 제1 고정필름들(11), 예컨대, TAC 필름들에 의해 상기 컬러필터 기판(2) 및 제1 렌즈판(13)에 견고하게 부착된다. 이에 따라, 상기 제1 편광체(12)는 외부로부터 가해지는 강한 충격에 의해서도 탈거되지 않고 상술한 고정구조를 장시간 유지할 수 있다.The first polarizer 12 is firmly attached to the color filter substrate 2 and the first lens plate 13 by first fixing films 11, for example, TAC films, having excellent adhesion. Accordingly, the first polarizer 12 can maintain the above-described fixing structure for a long time without being removed even by a strong impact applied from the outside.
여기서, 상술한 제1 렌즈판(13)에는 표면이 볼록하게 성형된 볼록렌즈(13a)가 다수개 배치된다. 이러한 볼록렌즈(13a)는 램프로부터 출사되어 상기 제1 편광판(10)으로 입사되는 빛을 산란시키는 역할을 수행한다. 이에 따라, 상기 제1 편광판(10)으로부터 LCD 패널로 출력되는 빛은 어느 한곳으로 집중되지 않고, 넓은 범위로 흩어질 수 있으며, 그 결과, LCD 장치의 전체적인 시야각 특성은 현저히 향상된다.Here, the above-mentioned first lens plate 13 is provided with a plurality of convex lenses 13a having convex surfaces. The convex lens 13a serves to scatter light emitted from the lamp and incident on the first polarizing plate 10. Accordingly, the light output from the first polarizing plate 10 to the LCD panel can be scattered in a wide range without being concentrated anywhere, and as a result, the overall viewing angle characteristic of the LCD device is significantly improved.
종래의 경우, 램프로부터 입사되는 빛은 시야각에 대한 아무런 조치 없이 입사 편광판, 투사 편광판에 의해 단지 편광만 되었기 때문에, 입사되는 빛은 그 진로범위가 매우 좁아졌고, 그 결과, LCD 패널에 최종적으로 디스플레이되는 화상정보의 시야각 또한 현저히 저하되는 심각한 문제점이 초래되었다.In the conventional case, since the light incident from the lamp was only polarized by the incident polarizer and the projection polarizer without any measure on the viewing angle, the incident light had a very narrow range of course, resulting in the final display on the LCD panel. The serious problem that the viewing angle of the resulting image information is also significantly lowered.
그러나, 본 발명의 경우, 상기 제1 편광판(10)의 제1 렌즈판(13)에는 입사되는 빛을 산란시키는 볼록렌즈(13a)가 다수개 배치되기 때문에, 입사되는 빛은 LCD 패널의 적정 범위로 흩어질 수 있으며, 그 결과, LCD 장치의 전체적인 시야각 특성은 현저히 향상될 수 있다.However, in the present invention, since a plurality of convex lenses 13a for scattering incident light are disposed in the first lens plate 13 of the first polarizing plate 10, the incident light is in an appropriate range of the LCD panel. As a result, the overall viewing angle characteristic of the LCD device can be significantly improved.
이후, 상기 제1 렌즈판(13)은 제1 보호막(14)에 의해 코팅 처리됨으로써, 외부의 스크래치로부터 양호하게 보호받는다.Thereafter, the first lens plate 13 is coated by the first passivation layer 14, thereby being well protected from external scratches.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 편광판(20)은 상술한 TFT 기판(1)의 저부에 부착된 제2 편광체(22)와, 상기 제2 편광체(22)의 저부에 부착된 제2 렌즈판(23)과, 상기 제2 렌즈판(23)의 저부에 부착된 제2 보호판(24)을 포함한다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the second polarizing plate 20 is attached to the second polarizer 22 attached to the bottom of the TFT substrate 1 and the bottom of the second polarizer 22. A second lens plate 23 and a second protective plate 24 attached to the bottom of the second lens plate 23.
여기서, 상기 제2 편광체(22)는 상술한 제1 편광체(12)와 마찬가지로 편광 성능이 우수한 PVA(Poly Vinyl Alchol) 재질로 형성된다. 이에 따라, 상기 제2 편광판(20)은 상술한 제1 편광판(10)과 마찬가지로 양호한 편광기능을 신속히 수행할 수 있다.Here, the second polarizer 22 is formed of PVA (Poly Vinyl Alchol) material having excellent polarization performance similar to the first polarizer 12 described above. Accordingly, the second polarizing plate 20 can quickly perform a good polarization function like the first polarizing plate 10 described above.
이때, 상기 제2 편광체(22)는 우수한 접착력을 갖는 제2 고정필름들(21), 예컨대, TAC(Tri Acetate Cellulose)필름들에 의해 상기 TFT 기판(1) 및 제2 렌즈판(23)에 견고하게 부착된다. 이에 따라, 상기 제2 편광체(22)는 외부로부터 가해지는 강한 충격에 의해서도 탈거되지 않고 상술한 고정구조를 장시간 유지할 수 있다.In this case, the second polarizer 22 may be formed of the TFT substrate 1 and the second lens plate 23 by second fixing films 21 having excellent adhesion, for example, triacetate cells (TAC) films. It is firmly attached to Accordingly, the second polarizer 22 can maintain the above-described fixing structure for a long time without being removed even by a strong impact applied from the outside.
여기서, 상기 제2 렌즈판(23)에는 표면이 오목하게 성형된 오목렌즈(23a)가 다수개 배치된다. 이러한 오목렌즈(23a)는 램프로부터 제2 편광판(20)으로 입사되는 빛을 집광하는 역할을 수행한다. 이에 따라, 렌즈로부터 입사되는 빛은 각 패널의 외부로 흩어지지 않고 그것의 내부로 굴절되며, 그 결과, LCD 장치의 전체적인 광학적 효율은 현저히 향상된다.Here, a plurality of concave lenses 23a having concave surfaces are formed on the second lens plate 23. The concave lens 23a collects light incident on the second polarizer 20 from the lamp. As a result, the light incident from the lens is refracted to the inside thereof without scattering to the outside of each panel, and as a result, the overall optical efficiency of the LCD device is significantly improved.
종래의 경우, 램프로부터 입사되는 빛은 입사 편광판, 투사 편광판, 컬러필터 기판, TFT 기판 등을 모두 투과하여야 했기 때문에, 입사/출사되는 빛의 양 사이에는 예측하지 못한 불균형이 초래되었고, 그 결과, LCD 장치의 전체적인 광학적 효율이 현저히 저하되는 문제점이 야기되었다.In the conventional case, since the light incident from the lamp had to pass through the incident polarizer, the projection polarizer, the color filter substrate, the TFT substrate, and the like, an unbalance between the amounts of incident / emitted light was caused. As a result, The problem is that the overall optical efficiency of the LCD device is significantly lowered.
그러나, 본 발명의 경우, 상술한 바와 같이, 제2 편광판(20)의 제2 렌즈판(23)에는 입사되는 빛을 집광하는 오목렌즈(23a)가 다수개 배치되기 때문에, 입사되는 빛은 외부로 흩어지지 않고 상술한 각 패널들의 내부로 굴절될 수 있으며, 그 결과, LCD 장치의 전체적인 광학적 효율은 현저히 향상될 수 있다.However, in the case of the present invention, as described above, since a plurality of concave lenses 23a for condensing incident light are disposed in the second lens plate 23 of the second polarizing plate 20, the incident light is externally Can be refracted into the above-described respective panels without being scattered, and as a result, the overall optical efficiency of the LCD device can be significantly improved.
이후, 제2 렌즈판(23)은 제2 보호막(24)에 의해 코팅 처리됨으로써, 외부의 스크래치로부터 양호하게 보호받는다.Thereafter, the second lens plate 23 is coated by the second protective film 24, thereby being well protected from external scratches.
이와 같이, 본 발명에서는 편광판 내부에 마이크로 렌즈를 구비하고, 이를 통해, 램프로부터 입사되는 빛의 집광·산란을 적절히 유도함으로써, LCD 장치의 전체적인 시야각 특성 및 광효율을 현저히 향상시킬 수 있다.As described above, in the present invention, a microlens is provided inside the polarizing plate, and through this, appropriately inducing condensing and scattering of light incident from the lamp, the overall viewing angle characteristic and the light efficiency of the LCD device can be significantly improved.
이러한 본 발명은 생산라인에서 제조되어지는 전 기종의 LCD 장치에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다.The present invention has an overall useful effect in all kinds of LCD devices to be produced in the production line.
그리고, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.And while certain embodiments of the invention have been described and illustrated, it will be apparent that the invention may be embodied in various modifications by those skilled in the art.
이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위 안에 속한다 해야 할 것이다.Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or viewpoint of the present invention, and such modified embodiments should fall within the scope of the appended claims of the present invention.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 LCD 장치의 구조에서는 입사 편광판 및 투사 편광판의 내부에 입사되는 빛을 집광·산란시킬 수 있는 마이크로 렌즈를 각각 배치하고, 이러한 마이크로 렌즈를 통해 백라이트 램프로부터 LCD 장치의 각 패널들로 입사되는 빛이 양호하게 집광·산란될 수 있도록 함으로써, LCD 장치의 전체적인 광효율 및 시야각 특성을 현저히 향상시킬 수 있다.As described in detail above, in the structure of the LCD device according to the present invention, a micro lens capable of condensing and scattering light incident inside the incident polarizing plate and the projection polarizing plate is disposed, respectively, and through the micro lens, the LCD is separated from the backlight lamp. By allowing the light incident on the panels of the device to be well collected and scattered, the overall light efficiency and viewing angle characteristics of the LCD device can be significantly improved.
도 1은 종래의 LCD 장치의 구조를 개략적으로 도시한 예시도.1 is an exemplary view schematically showing the structure of a conventional LCD device.
도 2는 본 발명에 따른 LCD 장치의 구조를 개략적으로 도시한 예시도.2 is an exemplary view schematically showing a structure of an LCD device according to the present invention.
Claims (3)
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