KR20100000793A - In plane switching mode liquid crystal display device having optical compensation film - Google Patents
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Abstract
본 발명의 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치는 이축성 위상차 필름(biaxial phase difference film)과 포지티브 C 플레이트((+)C plate)를 적용하여 암(dark) 상태에서 상하 좌우 및 대각방향의 명암 대비비(contrast ratio)를 향상시키고 화질을 개선시키기 위한 것으로, 컬러필터를 포함하는 컬러필터 기판과 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 위치하며, 제 1 편광소자 및 상기 제 1 편광소자와 액정표시패널 사이에 위치하는 제 1 광학 보상필름으로 이루어진 제 1 편광판; 및 상기 액정표시패널의 상부에 위치하며, 제 2 편광소자 및 상기 제 2 편광소자와 액정표시패널 사이에 위치하는 지지체로 이루어진 제 2 편광판을 포함하며, 상기 제 1 광학 보상필름은 0.1≤Nz≤0.5(이때, Nz=Rth/Re, Re=(nx-ny)·d 및 Rth=(nx-nz)·d로 정의되며, 상기 nx, ny 및 nz는 각각 x방향, y방향 및 z방향으로의 굴절률을 의미하고, d는 필름의 두께를 의미함)인 이축성 보상필름으로 이루어지고 상기 액정층과 제 2 편광판 사이에 포지티브 C 플레이트로 이루어진 제 2 광학 보상필름이 위치하는 것을 특징으로 한다.In the transverse electric field type liquid crystal display device including the optical compensation film of the present invention, a biaxial phase difference film and a positive C plate ((+) C plate) are applied to the top, bottom, left, and right sides in a dark state. A liquid crystal display panel comprising: a color filter substrate including an color filter, an array substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the array substrate to improve contrast ratio in the direction and to improve image quality; A first polarizing plate disposed under the liquid crystal display panel and including a first polarizing element and a first optical compensation film positioned between the first polarizing element and the liquid crystal display panel; And a second polarizing plate disposed on an upper portion of the liquid crystal display panel, the second polarizing plate including a second polarizing element and a support positioned between the second polarizing element and the liquid crystal display panel, wherein the first optical compensation film is 0.1 ≦ Nz ≦. 0.5, where Nz = Rth / Re, Re = (nx-ny) · d and Rth = (nx-nz) · d, where nx, ny and nz are respectively defined in the x, y and z directions. It refers to the refractive index of, d means the thickness of the film) is made of a biaxial compensation film, characterized in that the second optical compensation film made of a positive C plate between the liquid crystal layer and the second polarizing plate.
이때, 상기 본 발명의 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치는 컬러필터의 단차를 감소시키는 오버코트층(over coat layer) 대신 상기 포지티브 C 플레이트를 사용함으로써 편광판의 구조를 단순화할 수 있는 것을 특징으로 한다.In this case, the transverse electric field type liquid crystal display device including the optical compensation film of the present invention can simplify the structure of the polarizing plate by using the positive C plate instead of an overcoat layer that reduces the step of the color filter. It features.
Description
본 발명은 횡전계방식 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상하 좌우 및 대각방향의 명암 대비비를 향상시키기 위한 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transverse electric field type liquid crystal display device, and more particularly, to a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film for improving contrast ratios in up, down, left, and right directions.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.Recently, with increasing interest in information display and increasing demand for using a portable information carrier, a lightweight flat panel display (FPD), which replaces a conventional display device, a cathode ray tube (CRT), is used. The research and commercialization of Korea is focused on. In particular, the liquid crystal display (LCD) of the flat panel display device is an image representing the image using the optical anisotropy of the liquid crystal, is excellent in resolution, color display and image quality, and is actively applied to notebooks or desktop monitors have.
상기 액정표시장치는 크게 제 1 기판인 컬러필터(color filter) 기판과 제 2 기판인 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.The liquid crystal display is largely composed of a color filter substrate as a first substrate, an array substrate as a second substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the array substrate.
이때, 상기 컬러필터 기판은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.In this case, the color filter substrate is formed between a color filter composed of a plurality of sub-color filters that implements red (R), green (G), and blue (B) colors and the sub-color filter. A black matrix for dividing and blocking light passing through the liquid crystal layer, and a transparent common electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer.
또한, 상기 어레이 기판은 종횡으로 배열되어 다수개의 화소영역을 정의하는 다수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 이루어져 있다.The array substrate may include a plurality of gate lines and data lines arranged vertically and horizontally to define a plurality of pixel regions, thin film transistors (TFTs), which are switching elements formed at intersections of the gate lines and data lines, and the The pixel electrode is formed on the pixel region.
이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착은 상기 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에 형성된 합착키를 통해 이루어진다.The color filter substrate and the array substrate configured as described above are joined to face each other by sealants formed on the outer side of the image display area to form a liquid crystal display panel. The color filter substrate and the array substrate are bonded to each other by the color filter substrate or the substrate. It is made through a bonding key formed on the array substrate.
이때, 전술한 액정표시장치는 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수직한 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식의 액정표시장치를 나타내며, 상기 방식의 액정표시장치는 시야각이 90도 정도로 좁다는 단점을 가지고 있다. 이것은 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 기인하는 것으로 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 액정표시패널에 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직방향으로 배향되기 때문이다.In this case, the above-described liquid crystal display device represents a twisted nematic (TN) type liquid crystal display device which drives the nematic liquid crystal molecules in a direction perpendicular to the substrate, and the liquid crystal display device of the type has a viewing angle of 90 degrees. It has the disadvantage of being too narrow. This is due to the refractive anisotropy of the liquid crystal molecules because the liquid crystal molecules oriented horizontally with the substrate are oriented almost perpendicular to the substrate when a voltage is applied to the liquid crystal display panel.
이에 액정분자를 기판에 대해 수평한 방향으로 구동시켜 시야각을 170도 이상으로 향상시킨 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식 액정표시장치가 있으며, 이 하 도면을 참조하여 상기 횡전계방식 액정표시장치에 대해 상세히 설명한다.Accordingly, there is an in-plane switching (IPS) type liquid crystal display device in which a liquid crystal molecule is driven in a horizontal direction with respect to a substrate to improve the viewing angle to 170 degrees or more. Hereinafter, the transverse field type liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings. It will be described in detail.
도 1은 일반적인 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도로써, 실제의 액정표시장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 한 화소를 나타내고 있다.1 is a plan view schematically illustrating a portion of an array substrate of a general transverse electric field type liquid crystal display device. In an actual liquid crystal display device, N gate lines and M data lines intersect to present MxN pixels, but the description will be simplified. For the sake of illustration, one pixel is shown.
또한, 도 2는 도 1에 도시된 어레이 기판의 I-I'선에 따른 단면을 나타내는 예시도로써, 도 1에 도시된 어레이 기판과 상기 어레이 기판에 대응하여 합착된 컬러필터 기판을 함께 나타내고 있다.FIG. 2 is an exemplary view illustrating a cross section taken along line II ′ of the array substrate illustrated in FIG. 1, and illustrates the array substrate illustrated in FIG. 1 and the color filter substrate bonded together corresponding to the array substrate. .
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 투명한 어레이 기판(10)에는 상기 어레이 기판(10) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(16)과 데이터라인(17)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.1 and 2, a
이때, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트라인(16)에 연결된 게이트전극(21), 상기 데이터라인(17)에 연결된 소오스전극(22) 및 화소전극라인(18l)을 통해 화소전극(18)과 연결된 드레인전극(23)으로 구성된다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극(21)과 소오스/드레인전극(22, 23) 사이의 절연을 위한 제 1 절연막(15a) 및 상기 게이트전극(21)에 공급되는 게이트전압에 의해 상기 소오스전극(22)과 드레인전극(23) 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브패턴(24)을 포함한다.In this case, the thin film transistor T may include a
참고로, 도면부호 25는 상기 액티브패턴(24)의 소오스/드레인영역과 상기 소 오스/드레인전극(22, 23) 사이를 오믹-콘택(ohmic contact)시키는 오믹-콘택층을 나타낸다.For reference,
이때, 상기 화소영역 내에는 상기 게이트라인(16)에 대해 평행한 방향으로 공통라인(8l)과 스토리지전극(18s)이 배열되고, 상기 화소영역 내에 횡전계(90)를 발생시켜 액정분자(미도시)를 스위칭(switching)하는 다수개의 공통전극(8)과 화소전극(18)이 상기 데이터라인(17)에 대해 평행한 방향으로 배열되어 있다.At this time, the common line 8l and the
이때, 상기 스토리지전극(18s)은 상기 제 1 절연막(15a)을 사이에 두고 그 하부의 공통라인(8l)의 일부와 중첩되어 스토리지 커패시터(storage capacitor)(Cst)를 형성하게 된다.In this case, the
그리고, 투명한 컬러필터 기판(5)에는 상기 박막 트랜지스터(T)와 게이트라인(16) 및 데이터라인(17)으로 빛이 새는 것을 방지하는 블랙매트릭스(6)와 적, 녹 및 청색의 컬러를 구현하기 위한 컬러필터(7)가 형성되어 있다.In addition, the transparent
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터(7) 위에는 상기 컬러필터(7)들의 일부가 상기 블랙매트릭스(6)와 오버랩 됨에 따라 발생하는 단차를 제거하여 컬러필터(7)의 상부 표면을 평탄화시키는 역할을 하는 오버코트층(over coat layer)이 형성되게 된다.At this time, although not shown in the drawing, the upper surface of the color filter 7 is planarized by removing a step that occurs as a part of the color filters 7 overlap with the
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(5)의 대향(對向)면에는 상기 액정분자의 초기 배향방향을 결정짓는 배향막(미도시)이 각각 형성되어 있으며, 또한 상기 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(5)의 외측 면에는 광 투과축이 서로 수직이 되도록 편광판(미도시)이 각각 배치되어 있다.On the opposite surface of the
상기와 같은 구조를 갖는 일반적인 횡전계방식 액정표시장치는 공통전극(8)과 화소전극(18)이 동일한 어레이 기판(10) 상에 배치되어 횡전계를 발생시키고 액정분자가 상기 어레이 기판(10)에 평행한 상기 횡전계와 나란하게 배열되기 때문에 시야각을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.In the general transverse electric field type liquid crystal display device having the above structure, the
그런데, 이러한 횡전계방식 액정표시장치는 암(black) 상태를 표시할 때 대각방향에서 빛의 누설이 발생하여, 낮은 명암 대비비(contrast ratio)를 나타내는 문제가 있다.However, such a transverse electric field type liquid crystal display has a problem in that light leakage occurs in a diagonal direction when displaying a black state, thereby showing a low contrast ratio.
도 3a는 일반적인 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 암 상태의 휘도 시야각 특성을 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타내는 도면이며, 도 3b는 암 상태의 대비비(contrast ratio) 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 3A illustrates a simulation result of luminance viewing angle characteristics of a dark state in a general transverse electric field type liquid crystal display device, and FIG. 3B illustrates simulation results of contrast ratio characteristics of a dark state. Drawing.
이때, 상기 도 3a 및 도 3b는 편광판의 PVA(polyvinyl acetate)층과 액정층 사이에 트리아세틸셀룰로오스(Tri-acetyl cellulose; TAC) 필름이 적용된 경우의 암 상태의 휘도 시야각 특성 및 대비비 특성을 예를 들어 나타내고 있다.3A and 3B illustrate luminance viewing angle characteristics and contrast ratio characteristics of a dark state when a triacetyl cellulose (TAC) film is applied between a PVA (polyvinyl acetate) layer and a liquid crystal layer of a polarizing plate. For example.
또한, 하부 편광판과 상부 편광판은 광 흡수축이 서로 직교하도록 배열되며, 액정층의 광축, 즉 액정층의 러빙방향은 상기 하부 편광판의 광 흡수축과 수직한 E-모드(mode) 상태이다.In addition, the lower polarizing plate and the upper polarizing plate are arranged such that the light absorption axes are perpendicular to each other, and the optical axis of the liquid crystal layer, that is, the rubbing direction of the liquid crystal layer is in an E-mode state perpendicular to the light absorption axis of the lower polarizing plate.
도면에 도시된 바와 같이, 암 상태일 때 액정표시패널의 대각방향에 해당하는 45도, 135도, 225도 및 315도에서 큰 빛샘이 발생하여 휘도가 증가하게 되고, 이에 따라 액정표시장치의 명암 대비비가 저하되는 것을 알 수 있다.As shown in the drawing, in the dark state, large light leakage occurs at 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees corresponding to the diagonal direction of the liquid crystal display panel, thereby increasing the brightness, and accordingly the contrast of the liquid crystal display device. It can be seen that the contrast ratio is lowered.
그런데, 이러한 문제는 횡전계방식 액정표시장치 자체의 문제가 아니라 일반 적으로 사용되는 편광판에 기인하는 문제이다. 즉, 일반적으로 대각 빛샘은 액정층에 기인한 효과보다 편광판에 의한 효과가 크며, 횡전계방식 액정표시장치와 같이 횡전계 모드는 전 방위에서 액정에 영향을 받지 않도록 초기 배향 상태를 결정할 수 있으므로 이런 경우 빛샘은 전적으로 편광판에 기인하게 된다.However, such a problem is not a problem of the transverse type liquid crystal display itself, but a problem due to a polarizing plate which is generally used. That is, in general, diagonal light leakage has a greater effect due to the polarizing plate than the effect due to the liquid crystal layer. Like the transverse electric field type liquid crystal display, the transverse electric field mode can determine the initial alignment state so as not to be affected by the liquid crystal in all directions. In this case, light leakage is entirely due to the polarizer.
이는 편광판의 광 흡수축이 서로 직교하는 편광판일지라도, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 시야각 방향에 따라 두 편광판의 직교(直交)성이 깨지는 현상이 나타나기 때문이다. 이때, 도 4a 및 4b에 도시된 실선은 예를 들어 상부 편광판의 광 흡수축 방향을 나타내며, 점선은 하부 편광판의 광 흡수축 방향을 나타낸다.This is because even if the light absorption axes of the polarizing plates are orthogonal to each other, as shown in FIGS. 4A and 4B, the orthogonality of the two polarizing plates is broken along the viewing angle direction. At this time, the solid lines shown in FIGS. 4A and 4B represent, for example, the light absorption axis direction of the upper polarizing plate, and the dotted line represents the light absorption axis direction of the lower polarizing plate.
도 4a에 도시된 바와 같이, 정면에서 액정표시패널을 바라보는 경우에는 상, 하부 편광판의 광 흡수축이 90도를 이루게 되어 암 상태를 구현하지만, 도 4b에 도시된 바와 같이 대각방향에서 액정표시패널을 바라보는 경우에는 상, 하부 편광판의 광 흡수축이 90도 이상이 되어 두 편광판의 직교성이 깨지기 때문에 빛샘이 발생하게 된다.As shown in FIG. 4A, when the LCD panel is viewed from the front, the light absorption axes of the upper and lower polarizers form 90 degrees to realize a dark state. However, as shown in FIG. 4B, the LCD displays in a diagonal direction. When looking at the panel, light leakage occurs because the light absorption axis of the upper and lower polarizers is 90 degrees or more, and the orthogonality of the two polarizers is broken.
이와 같이 횡전계방식 액정표시장치는 액정층에 횡전계가 인가되는 방식으로 전압에 따른 액정의 위상지연(retardation) 변화가 작고 상하 좌우방향에서 상, 하부 편광판의 광축이 수직 상태를 유지하기 때문에 시야각이 우수하지만 상, 하부 편광판의 광축이 수직 상태가 깨지는 대각방향에서는 빛샘이 발생하여 화질 저하를 야기하게 된다.As described above, the transverse electric field type liquid crystal display device is a method in which a transverse electric field is applied to the liquid crystal layer, so that the change in phase retardation of the liquid crystal is small according to voltage and the optical axis of the upper and lower polarizers is vertical in the up, down, left, and right directions. Although excellent in the optical axis of the upper and lower polarizers, light leakage occurs in a diagonal direction in which the vertical state is broken, causing deterioration of image quality.
이와 같은 대각방향의 화질 저하를 개선하기 위해서는 보상 필름(compensation film)을 적용하여야 하는데, 편광판의 PVA층을 보호하는 현재의 광학 보상필름으로는 보상에 한계가 있다. 이때, 상기 PVA층은 편광판의 편광 특성을 좌우하는 편광소자로 수분에 취약하기 때문에 일반적으로 TAC, 0-RT TAC(Rth가 0nm에 근접한 TAC)와 같은 필름을 사용하여 보호하는데 상기 필름들만으로는 대각방향에서 상, 하부 편광판의 수직 조건의 깨짐을 보상할 수 없기 때문이다.In order to improve such deterioration of image quality in a diagonal direction, a compensation film should be applied, but compensation is limited in current optical compensation films that protect the PVA layer of the polarizer. At this time, the PVA layer is a polarizing element that determines the polarization characteristics of the polarizing plate, so it is generally vulnerable to moisture, so it is generally protected using a film such as TAC or 0-RT TAC (Tth close to 0 nm). This is because the cracking of the vertical conditions of the upper and lower polarizers in the direction cannot be compensated for.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 암 상태에서 대각방향의 빛샘을 방지하도록 한 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film to prevent light leakage in a diagonal direction in a dark state.
본 발명의 다른 목적은 편광판의 구조를 단순화시킨 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film that simplifies the structure of a polarizing plate.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in the configuration and claims of the invention described below.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치는 컬러필터를 포함하는 컬러필터 기판과 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 위치하며, 제 1 편광소자 및 상기 제 1 편광소자와 액정표시패널 사이에 위치하는 제 1 광학 보상필름으로 이루어진 제 1 편광판; 및 상기 액정표시패널의 상부에 위치하며, 제 2 편광소자 및 상기 제 2 편광소자와 액정표시패널 사이에 위치하는 지지체로 이루어진 제 2 편광판을 포함하며, 상기 제 1 광학 보상필름은 0.1≤Nz≤0.5(이때, Nz=Rth/Re, Re=(nx-ny)·d 및 Rth=(nx-nz)·d로 정의되며, 상기 nx, ny 및 nz는 각각 x방향, y방향 및 z방향으로의 굴절률을 의미하고, d는 필름의 두께를 의미함)인 이축성 보상필름으로 이루어지고 상기 액정 층과 제 2 편광판 사이에 포지티브 C 플레이트로 이루어진 제 2 광학 보상필름이 위치하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a transverse electric field type liquid crystal display device including the optical compensation film of the present invention comprises a color filter substrate and an array substrate including a color filter and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the array substrate A liquid crystal display panel; A first polarizing plate disposed under the liquid crystal display panel and including a first polarizing element and a first optical compensation film positioned between the first polarizing element and the liquid crystal display panel; And a second polarizing plate disposed on an upper portion of the liquid crystal display panel, the second polarizing plate including a second polarizing element and a support positioned between the second polarizing element and the liquid crystal display panel, wherein the first optical compensation film is 0.1 ≦ Nz ≦. 0.5, where Nz = Rth / Re, Re = (nx-ny) · d and Rth = (nx-nz) · d, where nx, ny and nz are respectively defined in the x, y and z directions. It refers to the refractive index of, d means the thickness of the film), characterized in that the second optical compensation film made of a biaxial compensation film made of a positive C plate between the liquid crystal layer and the second polarizing plate.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치는 암 상태에서 대각방향의 빛샘이 감소하여 대각 시야각의 명암 대비비가 향상되는 효과를 제공한다.As described above, the transverse electric field type liquid crystal display device including the optical compensation film according to the present invention provides an effect of improving contrast ratio of a diagonal viewing angle by reducing light leakage in a diagonal direction in a dark state.
또한, 본 발명에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치는 컬러필터의 단차를 감소시키는 오버코트층 대신 상기 포지티브 C 플레이트를 사용함으로써 편광판의 구조를 단순화함으로써 가격이 절감되는 효과를 제공한다.In addition, the transverse electric field liquid crystal display including the optical compensation film according to the present invention provides an effect of reducing the cost by simplifying the structure of the polarizing plate by using the positive C plate instead of the overcoat layer to reduce the step of the color filter. .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a first embodiment of the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치(100)는 영상을 출력하는 액정표시패널(110)과 상기 액정표시패널(110)의 하부에 위치하는 제 1 편광판(105) 및 상기 액정표시패널(110)의 상부에 위치하는 제 2 편광판(115)으로 이루어져 있다. 여기서, 상기 액정표시패널(110)의 상부와 하부는 특정 위치를 한정하는 것은 아니며, 따라서 상기 액정표시패널(110)의 상부에 제 1 편광판(105)이 위치하고 상기 액정표시패널(110)의 하부에 제 2 편광판(115) 이 위치할 수도 있다.As shown in the drawing, the transverse electric field type liquid crystal display device 100 according to the first exemplary embodiment of the present invention includes a liquid
이때, 상기 액정표시패널(110)은 크게 컬러필터 기판(101)과 어레이 기판(111) 및 상기 컬러필터 기판(101)과 어레이 기판(111) 사이에 형성된 액정층(140)으로 구성된다.In this case, the liquid
이때, 상기 액정층(140)은 전계가 존재하지 않는 상태에서 균질하게(homogeneous) 배향된 네마틱 액정을 포함할 수 있으며, 이러한 액정층은 nx>ny=nz의 굴절률 분포를 나타낼 수 있다(단, 면내의 굴절률을 nx와 ny로 하고, 두께 방향의 굴절률을 nz로 한다). 이때, 본 명세서에 있어서, ny=nz란 ny와 nz가 완전히 동일한 경우뿐만 아니라, ny와 nz가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다.In this case, the
이러한 굴절률 분포를 나타내는 액정층을 사용하는 구동 모드로는, 예를 들어 횡전계방식이나 프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching; FFS)모드 등을 들 수 있다.As a drive mode which uses the liquid crystal layer which shows such refractive index distribution, a transverse electric field system, a fringe field switching (FFS) mode, etc. are mentioned, for example.
상기 횡전계방식은 전압 제어 복굴절(Electrically Controlled Birefringence; ECB) 효과를 이용하여, 전계가 존재하지 않는 상태에서 균질하게 배향된 네마틱 액정을 화소전극과 공통전극으로 형성한 횡전계를 통해 구동시키는 방식이다.The transverse electric field method uses a voltage controlled birefringence (ECB) effect to drive a homogeneously oriented nematic liquid crystal in the absence of an electric field through a transverse electric field formed of a pixel electrode and a common electrode. to be.
또한, 상기 FFS모드는 상기 횡전계방식과 동일한 방식으로 구동되는데, FFS모드의 횡전계를 프린지 필드라 하며, 이 프린지 필드는 투명 도전물질로 형성된 화소전극과 공통전극의 간격을 상, 하부 기판 사이의 간격보다 좁게 설정함으로써 형성시킬 수 있다.In addition, the FFS mode is driven in the same manner as the transverse electric field method. The lateral electric field of the FFS mode is called a fringe field, and the fringe field has a gap between the upper and lower substrates between the pixel electrode and the common electrode formed of a transparent conductive material. It can form by setting narrower than the space | interval.
여기서, 본 발명의 제 1 실시예의 경우에는 횡전계방식 액정표시장치를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명은 상기 FFS모드 액정표시장치에도 적용될 수 있다.In the case of the first embodiment of the present invention, a transverse electric field type liquid crystal display device is described as an example, but the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to the FFS mode liquid crystal display device.
상기 컬러필터 기판(101)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(107) 및 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(140)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(미도시)로 이루어져 있다.The
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레이 기판(111)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성되어 횡전계를 발생하는 화소전극과 공통전극으로 이루어져 있다.In addition, although not shown in the drawing, the
상기 제 1 편광판(105)은 제 1 편광소자(103) 및 상기 제 1 편광소자(103)와 액정표시패널(110) 사이에 위치한 제 1 광학 보상필름(120)으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 제 2 편광판(115)은 제 2 편광소자(113) 및 상기 제 2 편광소자(113)와 액정표시패널(110) 사이에 위치한 지지체(112)로 이루어져 있다.The first polarizer 105 includes a first polarizer 103 and a first
이때, 상기 제 1 편광소자(103)와 제 2 편광소자(113)는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA)로 이루어질 수 있으며, 상기 지지체(112)는 상기 PVA층을 보호하기 위해 위상지연(retardation)이 없는 일반적인 보호필름(protection film)으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 1 실시예의 경우에는 0-RT TAC으로 이루어 질 수 있다.In this case, the first polarizing element 103 and the second
또한, 상기 제 1 편광소자(103)와 제 2 편광소자(113)는 자연광이나 편광으로부터 임의의 편광으로 변환될 수 있는 필름을 말한다. 이때, 상기 제 1 편광소자(103)와 제 2 편광소자(113)로는 입사되는 빛을 직교하는 2개의 편광 성분으로 나누었을 때, 그 중 일방의 편광 성분을 통과시키는 기능을 갖고, 타방의 편광 성분을 흡수, 반사 및 산란시키는 기능으로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 기능을 갖는 것이 사용될 수 있다.In addition, the first polarizing device 103 and the second
그리고, 상기 제 1 편광소자(103)와 제 2 편광소자(113)에 사용되는 광학 필름으로는 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 요오드 또는 2색성 염료를 함유하는 PVA계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름의 연신 필름, 2색성물질과 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 일정 방향으로 배향시킨 O형 편광소자 및 리오트로픽(lyotropic) 액정을 일정 방향으로 배향시킨 E형 편광소자 등을 들 수 있다.The optical film used for the first polarizing element 103 and the second
이와 같은 상기 제 1 편광소자(103)는 그 흡수축이 대향하는 상기 제 2 편광소자(113)의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치되게 되며, 상기 액정층(140)의 광축, 즉 액정층의 러빙방향은 상기 제 1 편광소자(103)의 광 흡수축과 실질적으로 수직한 상태이다.The first polarization element 103 is disposed such that its absorption axis is substantially orthogonal to the absorption axis of the
그리고, 상기 컬러필터 기판(101) 위에는 컬러필터(107)의 단차를 감소시키기 위한 오버코트층 대신 본 발명의 제 2 광학 보상필름(130)이 형성되게 되는데, 이때 본 발명의 제 1 실시예의 경우에는 상기 컬러필터 기판(101)의 컬러필터(107)와 액정층(140) 사이에 상기 제 2 광학 보상필름(130)이 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second
여기서, 본 발명의 제 1 실시예의 경우에는 대각방향의 시야각 특성을 향상시키기 위해서 상기 제 1 편광판(105) 및 상기 액정표시패널(110) 내부에 각각 제 1 광학 보상필름(120)과 제 2 광학 보상필름(130)을 배치하게 되는데, 이때 상기 제 1 광학 보상필름(120)은 0.1≤Nz≤0.5인 이축성(biaxial) TAC으로 형성하는 한편 상기 제 2 광학 보상필름(130)은 10≤Rth≤100nm인 포지티브 C 플레이트((+)C plate)로 형성하는 것을 특징으로 한다.In the case of the first embodiment of the present invention, the first
이때, 본 발명에서 사용되는 Re와 Rth 및 Nz의 정의는 다음의 수학식1과 같다.At this time, the definition of Re and Rth and Nz used in the present invention is as shown in Equation 1 below.
Rth = (nx - nz)·dRth = (nx-nz)
Nz = Rth / ReNz = Rth / Re
이때, 상기 nx, ny 및 nz는 각각 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로의 굴절률(refractive index)을 의미하며, d는 필름의 두께를 나타낸다. 즉, 면내 굴절률이 최대가 되는 방향을 X축, 상기 X축에 수직인 방향을 Y축으로 하고 필름의 두께방향을 Z축으로 하는 경우 각각의 축 방향의 550nm에서의 굴절률을 nx, ny 및 nz로 나타낸다.In this case, nx, ny, and nz denote refractive indexes in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, respectively, and d represents the thickness of the film. That is, when the in-plane refractive index is maximized in the X axis, the direction perpendicular to the X axis is in the Y axis, and the film thickness direction is in the Z axis, the refractive indices at 550 nm in the respective axial directions are nx, ny, and nz. Represented by
따라서, 상기 Re는 면내의 위상지연 값을 의미하며, 상기 Rth는 두께방향의 위상지연 값을 의미한다. 또한, 상기 Nz는 이축성 위상차 필름의 이축성 정도를 나 타낸다.Accordingly, Re denotes an in-plane phase delay value, and Rth denotes a phase delay value in the thickness direction. In addition, Nz represents the biaxiality degree of a biaxial retardation film.
상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이축성 TAC은 0.1≤Nz≤0.5인 광학 보상필름으로 면내 위상차 Re는 100≤Re≤150nm의 값을 가질 수 있으며, 상기 포지티브 C 플레이트는 두께방향의 위상차 Rth가 0≤Rth≤100nm의 값을 가질 수 있다.The biaxial TAC according to the first embodiment of the present invention is an optical compensation film having 0.1≤Nz≤0.5, and the in-plane retardation Re may have a value of 100≤Re≤150nm, and the positive C plate has a phase difference Rth in the thickness direction. May have a value of 0 ≦ Rth ≦ 100 nm.
여기서, 본 발명에 적용되는 모든 필름의 위상지연 값은 공정이 변동되거나 외부의 영향 등으로 인해 실질적으로 ㅁ 10nm정도의 오차를 가질 수 있다.Here, the phase delay values of all the films applied to the present invention may have an error of about 10 nm substantially due to a process variation or an external influence.
이러한 광학 조건을 가지는 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 광학 보상필름(120)과 제 2 광학 보상필름(130)은 대각방향에서의 상기 제 1, 제 2 편광판(105, 115)의 직교성이 깨지는 것을 보상함으로써 상기 대각방향에서의 빛샘을 감소시킬 수 있게 되는데, 이를 뽀앙카레 구(Poincare sphere) 표현을 사용하여 상세히 설명한다.The first
액정과 같이 투명한 매질의 광학적 특성을 기하학적으로 해석하기 위해 편광상태의 뽀앙카레 구 표현을 이용한다.In order to geometrically interpret the optical properties of transparent media such as liquid crystals, we use the Poangkar sphere representation of the polarization state.
우선, 존즈벡터는 완전편광만 나타낼 수 있으며, 좀더 일반적인 부분편광을 표현하는 데는 아래의 수학식 2와 같이 정의되는 스토크스 변수(Stokes parameter)를 사용한다.First, the Jones vector may represent only fully polarized light, and a Stokes parameter defined as in Equation 2 below is used to express a more general partial polarized light.
이때, 는 시간평균을 나타내며, 이 네 변수 사이에는 의 부등식이 성립하는데, 등식은 완전편광에서만 적용된다.At this time, Represents the time average, and between these four variables The inequality of holds, which applies only to complete polarization.
완전편광의 경우 S1, S2 및 S3을 빛의 밝기 S0으로 나눈 규격화된 변수 s1, s2 및 s3 사이에는 다음의 수학식 3의 관계가 성립한다.In the case of fully polarized light, the relationship of Equation 3 is established between the standardized variables s 1 , s 2, and s 3 obtained by dividing S 1 , S 2, and S 3 by the brightness S 0 of light.
이것은 3차원 공간에서 반지름 1인 구의 방정식으로, (s1, s2, s3)를 직교좌표로 하는 점들로 이루어진 구가 뽀앙카레 구를 의미한다.This is the equation of a sphere of radius 1 in three-dimensional space, where a sphere composed of points with (s 1 , s 2 , s 3 ) as Cartesian coordinates is a Poangare sphere.
이때, 상기 뽀앙카레 구에서 적도선 위의 모든 점들은 선 편광에 대응되고 북극점은 오른손 원 편광, 남극점은 왼손 원 편광에 대응된다. 그리고, 북반구의 모든 점은 오른손 타원 편광에 대응되며, 남반구의 모든 점은 왼손 타원 편광에 대응된다.In this case, all the points on the equator line in the Poangkar sphere correspond to linear polarization, the polar point corresponds to the right hand circular polarization, and the south pole corresponds to the left hand circular polarization. And all the points in the northern hemisphere correspond to the right hand ellipse polarization, and all the points in the southern hemisphere correspond to the left hand ellipse polarization.
도 6a 및 도 6b는 직교좌표계에서 임의의 타원 편광과 이에 대응하는 뽀앙카레 벡터를 나타내는 도면이다.6A and 6B are diagrams illustrating an arbitrary elliptical polarization and a corresponding poang curry vector in a rectangular coordinate system.
도면에 도시된 바와 같이, 편광 타원의 장축의 방위각(azimuthal angle)이 Ψ이고 타원 각도가 x인 타원 편광에 대응되는 뽀앙카레 벡터 P의 위도각(latitude angle)은 2x이고 방위각은 2Ψ이며 직교좌표는 이다. 이 점이 북반구에 있으면 전기장 벡터의 회전방향이 시계방향이고 남반구에 있으면 반시계방향이다. 뽀앙카레 구 위의 대척점들은 서로 직교하는 편광 상태를 나타낸다.As shown in the figure, the latitude angle of the Poangcurry vector P corresponding to the elliptically polarized light having an azimuthal angle Ψ and an ellipse angle x of the long axis of the polarized ellipse is 2x, the azimuth is 2Ψ, and the Cartesian coordinate Is to be. If this point is in the northern hemisphere, the direction of rotation of the electric field vector is clockwise; in the southern hemisphere, it is counterclockwise. The opposite points on the Poangcurry sphere represent polarization states orthogonal to each other.
또한, 빛이 투명한 매질을 지나올 때의 편광상태의 변화를 기술하는 유니타리 존즈행렬은 뽀앙카레 구 위에서 회전변환으로 해석할 수 있다.In addition, the Unitary Jones matrix, which describes the change in polarization state when light passes through a transparent medium, can be interpreted as a rotational transformation on a Poangcurry sphere.
도 7은 상기 도 5의 구조를 가지는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에서 각 광학소자를 통과한 빛의 편광 상태를 나타내는 뽀앙카레 구를 도시한 도면으로써, 액정표시패널을 대각방향에서 바라본 경우에 있어서 뽀앙카레 구를 도시하고 있다.FIG. 7 is a view showing a Poangcurry sphere showing a polarization state of light passing through each optical element in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention having the structure of FIG. In the case of diagonal view, Poangcurry district is shown.
이때, 도면에는 화살표를 사용하여 편광 상태에서의 각 변화 전후의 이동을 나타내더라도, 각 광학소자를 통과한 빛의 편광 상태의 변화는 각 광학 특성에 대응하여 결정되는 특정 축 주변의 특정 각으로의 회전에 의해 뽀앙카레 구 상에 표현될 수 있다.At this time, although the arrows indicate the movement before and after each change in the polarization state, the change in the polarization state of the light passing through each optical element is changed to a specific angle around a specific axis determined according to each optical characteristic. It can be represented on a Poangcurry sphere by rotation.
도면에 도시된 바와 같이, 이러한 뽀앙카레 구에서 적도선 위의 모든 점들은 선 편광을 나타내고, 북극점 S3인 지점은 오른손 원 편광, 남극점 -S3인 지점은 왼손 원 편광을 나타낸다. 또한, 나머지 영역의 북반구는 오른손 타원 편광을 나타내며, 남반구는 왼손 타원 편광을 나타낸다.As shown in the figure, all of the points on the equator line in this Poangkar sphere represent linear polarization, the point at the North Pole S 3 represents the right hand circular polarization, and the point at the South Pole -S 3 represents the left hand circular polarization. In addition, the northern hemisphere of the remaining regions exhibits right-hand elliptical polarization and the southern hemisphere exhibits left-hand elliptical polarization.
이때, 액정표시장치를 정면에서 바라보았을 때는 상부 편광판과 하부 편광판 의 편광 상태는 뽀앙카레 구의 중심(O)에 대해 대칭을 이루어, 서로 수직이 되므로 우수한 암 상태를 표시한다.At this time, when the liquid crystal display is viewed from the front, the polarization states of the upper polarizer and the lower polarizer are symmetrical with respect to the center O of the Poangcurry sphere, so that they are perpendicular to each other to display an excellent dark state.
그러나, 액정표시장치를 대각방향에서 바라볼 경우, 상부 편광소자의 흡수축(A)과 투과축(-A) 및 하부 편광소자의 투과축(P)과 흡수축(-P)이 소정거리 이동함에 따라 상기 상부 편광소자와 하부 편광소자의 편광 상태는 뽀앙카레 구의 중심(O)에 대해 대칭을 이루지 않으므로, 상기 상부 편광소자와 하부 편광소자의 편광 상태는 서로 수직하지 않게 된다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 보상필름을 이용하여 상부 편광소자에 도달하는 빛의 광축이 상기 상부 편광소자의 흡수축(A)과 일치하게 되도록 하여야 한다. 즉, 대각방향에서의 빛샘을 방지하기 위해 P 위치의 편광을 A 위치로 이동시켜야 한다.However, when the liquid crystal display is viewed from a diagonal direction, the absorption axis A and the transmission axis (-A) of the upper polarizer and the transmission axis P and the absorption axis (-P) of the lower polarizer are shifted by a predetermined distance. As a result, polarization states of the upper polarizer and the lower polarizer are not symmetrical with respect to the center O of the Poangcurry sphere, and thus polarization states of the upper and lower polarizers are not perpendicular to each other. Therefore, the optical axis of the light reaching the upper polarizer using the optical compensation film according to the first embodiment of the present invention should be made to coincide with the absorption axis (A) of the upper polarizer. That is, in order to prevent light leakage in the diagonal direction, the polarization of the P position should be moved to the A position.
상기 도 7을 참조하면, 하부 편광소자를 통과한 입사광(incident light)의 편광 상태는 P지점에 해당하고, 상부 편광소자의 흡수축에 의해 흡수되어 차단된 빛의 편광 상태는 A지점에 해당한다.Referring to FIG. 7, the polarization state of incident light passing through the lower polarizer corresponds to point P, and the polarization state of light absorbed and blocked by the absorption axis of the upper polarizer corresponds to point A. .
이와 같이 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 대각방향에서의 축을 벗어난 빛샘은 상기 지점 P와 A 사이의 불일치에 기인한다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 보상필름은 액정층의 편광 상태의 변화를 포함하여 상기 P지점에서 A지점으로의 입사광의 편광 상태의 변화를 야기하는데 이용된다.As described above, in the transverse electric field type liquid crystal display device, light leakage off the axis in the diagonal direction is caused by a mismatch between the points P and A. Therefore, the optical compensation film according to the first embodiment of the present invention is used to cause a change in the polarization state of incident light from point P to point A, including a change in the polarization state of the liquid crystal layer.
이에 따라 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치를 대각방향에서 바라볼 경우, 각 광학소자를 통과하는 빛의 편광 상태는, 먼저 제 1 광학 보상필름인 이축성 TAC에 의해 P지점에서 B지점으로 이동하고, 280~350nm의 위상지 연 값을 가진 액정층에 의해 B지점에서 C지점으로 이동하며, 그리고 제 2 광학 보상필름인 포지티브 C 플레이트에 의해 최종적으로 A지점으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 상부 편광소자에 도달하는 빛의 편광 상태는 상기 상부 편광소자의 흡수축(A)과 일치하게 되고, 이에 빛이 차단되어 우수한 암 상태를 나타내게 된다.Accordingly, when the transverse electric field type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention is viewed from a diagonal direction, the polarization state of light passing through each optical element is first determined by the biaxial TAC which is the first optical compensation film. From point B to point B, from the point B to the point C by the liquid crystal layer with a phase delay value of 280-350 nm, and finally to the point A by the positive C plate, the second optical compensation film. do. Therefore, the polarization state of the light reaching the upper polarizer is coincident with the absorption axis A of the upper polarizer, and the light is blocked, thereby showing an excellent dark state.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에서는 이축성 TAC과 액정층 및 포지티브 C 플레이트를 차례대로 이용하여 편광 상태를 조절함으로써, 빛샘을 막아 명암 대비비의 저하를 방지할 수 있게 된다.As described above, in the first embodiment of the present invention, the polarization state is adjusted by using the biaxial TAC, the liquid crystal layer, and the positive C plate in order, thereby preventing light leakage and preventing the decrease of the contrast ratio.
또한, 상기 포지티브 C 플레이트는 컬러필터 기판의 오버코트층의 역할을 대신함으로써 편광판 구조를 단순화시킬 수 있게 된다.In addition, the positive C plate can simplify the polarizer structure by replacing the role of the overcoat layer of the color filter substrate.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 암 상태의 휘도 시야각 특성 및 대비비 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다.8A and 8B are diagrams showing results of simulation of luminance viewing angle characteristics and contrast ratio characteristics in a dark state in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 종래 구조와 달리 빛샘 현상이 현저히 줄어든 것을 알 수 있으며, 높은 대비비를 가지게 됨에 따라 광시야각으로 화상품질이 향상되게 된다.As shown in the figure, it can be seen that the light leakage phenomenon is significantly reduced, unlike the conventional structure, the image quality is improved at a wide viewing angle as it has a high contrast ratio.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 상기 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에 대해 상부 편광판에서 위상지연 값이 없는 0-RT TAC 대신에 TAC으로 구성한 경우를 나타내고 있다.FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating a transverse electric field liquid crystal display device including an optical compensation film according to a second embodiment of the present invention, and a phase in an upper polarizing plate for the transverse electric field liquid crystal display device according to the first embodiment. It shows the case where TAC is configured instead of 0-RT TAC with no delay value.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계방식 액정표 시장치(200)는 영상을 출력하는 액정표시패널(210)과 상기 액정표시패널(210)의 하부에 위치하는 제 1 편광판(205) 및 상기 액정표시패널(210)의 상부에 위치하는 제 2 편광판(215)으로 이루어져 있다.As shown in the figure, the lateral field type liquid crystal
이때, 상기 액정표시패널(210)은 크게 컬러필터 기판(201)과 어레이 기판(211) 및 상기 컬러필터 기판(201)과 어레이 기판(211) 사이에 형성된 액정층(240)으로 구성된다.In this case, the liquid
전술한 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예의 경우에는 횡전계방식 액정표시장치를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명은 상기 FFS모드 액정표시장치에도 적용될 수 있다.As described above, in the case of the second embodiment of the present invention, a transverse electric field type liquid crystal display device is described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to the FFS mode liquid crystal display device.
상기 컬러필터 기판(201)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(207) 및 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(240)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)로 이루어져 있다.The
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레이 기판(211)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성되어 횡전계를 발생하는 화소전극과 공통전극으로 이루어져 있다.Further, although not shown in the drawing, the
상기 제 1 편광판(205)은 제 1 편광소자(203) 및 상기 제 1 편광소자(203)와 액정표시패널(210) 사이에 위치한 제 1 광학 보상필름(220)으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 제 2 편광판(215)은 제 2 편광소자(213) 및 상기 제 2 편광소자(213)와 액정표시패널(210) 사이에 위치한 지지체(212')로 이루어져 있다.The
이때, 상기 제 1 편광소자(203)와 제 2 편광소자(213)는 PVA로 이루어질 수 있으며, 상기 지지체(212')는 상기 PVA층을 보호하기 위해 위상지연이 없는 일반적인 보호필름으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 2 실시예의 경우에는 TAC으로 이루어질 수 있다.In this case, the
이와 같은 상기 제 1 편광소자(203)는 그 흡수축이 대향하는 상기 제 2 편광소자(213)의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치되게 되며, 상기 액정층(240)의 광축, 즉 액정층의 러빙방향은 상기 제 1 편광소자(203)의 광 흡수축과 실질적으로 수직한 상태이다.The first
그리고, 상기 컬러필터 기판(201) 위에는 컬러필터(207)의 단차를 감소시키기 위한 오버코트층 대신 본 발명의 제 2 광학 보상필름(230)이 형성되게 되는데, 이때 본 발명의 제 2 실시예의 경우에는 상기 제 1 실시예의 경우와 동일하게 상기 컬러필터 기판(201)의 컬러필터(207)와 액정층(240) 사이에 상기 제 2 광학 보상필름(230)이 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second
여기서, 본 발명의 제 2 실시예의 경우에는 대각방향의 시야각 특성을 향상시키기 위해서 상기 제 1 편광판(205) 및 상기 액정표시패널(210) 내부에 각각 제 1 광학 보상필름(220)과 제 2 광학 보상필름(230)을 배치하게 되는데, 이때 상기 제 1 광학 보상필름(220)은 0.1≤Nz≤0.5인 이축성 TAC으로 형성하는 한편 상기 제 2 광학 보상필름(230)은 40≤Rth≤130nm인 포지티브 C 플레이트로 형성하는 것을 특징으로 한다.In the case of the second embodiment of the present invention, the first
이와 같이 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이축성 TAC은 0.1≤Nz≤0.5인 광학 보상필름으로 면내 위상차 Re는 100≤Re≤150nm의 값을 가질 수 있으며, 상기 포지티브 C 플레이트는 상기 제 1 실시예의 경우와는 달리 상기 지지체(212')로 0-RT TAC 대신에 1≤Re≤2nm이고 20≤Rth≤60nm인 TAC을 사용함에 따라 두께방향의 위상차 Rth가 40≤Rth≤130nm의 값을 가지게 된다.As described above, the biaxial TAC according to the second embodiment of the present invention is an optical compensation film having 0.1 ≦ Nz ≦ 0.5, and an in-plane retardation Re may have a value of 100 ≦ Re ≦ 150 nm, and the positive C plate may have the first Unlike the case of the embodiment, as the support 212 ′ uses a TAC having 1≤Re≤2nm and 20≤Rth≤60nm instead of 0-RT TAC, the phase difference Rth in the thickness direction is 40≤Rth≤130nm. Have.
이러한 광학 조건을 가지는 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 광학 보상필름(220)과 제 2 광학 보상필름(230)은 대각방향에서의 상기 제 1, 제 2 편광판(205, 215)의 직교성이 깨지는 것을 보상함으로써 상기 대각방향에서의 빛샘을 감소시킬 수 있게 된다.The first
도 10은 상기 도 9의 구조를 가지는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에서 각 광학소자를 통과한 빛의 편광 상태를 나타내는 뽀앙카레 구를 도시한 도면으로써, 액정표시패널을 대각방향에서 바라본 경우에 있어서 뽀앙카레 구를 도시하고 있다.FIG. 10 is a view showing a Poangcurry sphere showing polarization states of light passing through each optical element in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention having the structure of FIG. In the case of diagonal view, Poangcurry district is shown.
상기 도 10을 참조하면, 하부 편광소자를 통과한 입사광의 편광 상태는 P지점에 해당하고, 상부 편광소자의 흡수축에 의해 흡수되어 차단된 빛의 편광 상태는 A지점에 해당한다.Referring to FIG. 10, the polarization state of incident light passing through the lower polarizer corresponds to point P, and the polarization state of light absorbed and blocked by the absorption axis of the upper polarizer corresponds to point A. FIG.
이와 같이 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 대각방향에서의 축을 벗어난 빛샘은 상기 지점 P와 A 사이의 불일치에 기인한다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 보상필름은 액정층의 편광 상태의 변화를 포함하여 상기 P지점에서 A지점으로의 입사광의 편광 상태의 변화를 야기하는데 이용된다.As described above, in the transverse electric field type liquid crystal display device, light leakage off the axis in the diagonal direction is caused by a mismatch between the points P and A. Therefore, the optical compensation film according to the second embodiment of the present invention is used to cause a change in the polarization state of incident light from point P to point A, including a change in the polarization state of the liquid crystal layer.
이에 따라 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치를 대각방향에서 바라볼 경우, 각 광학소자를 통과하는 빛의 편광 상태는, 먼저 제 1 광학 보상필름인 이축성 TAC에 의해 P지점에서 B지점으로 이동하고, 280~350nm의 위상지연 값을 가진 액정층에 의해 B지점에서 C지점으로 이동한다. 그리고, 제 2 광학 보상필름인 포지티브 C 플레이트에 의해 C지점에서 T지점으로 이동하며, 상부 편광판에 위치한 TAC에 의해 최종적으로 A지점으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 상부 편광소자에 도달하는 빛의 편광 상태는 상기 상부 편광소자의 흡수축(A)과 일치하게 되고, 이에 빛이 차단되어 우수한 암 상태를 나타내게 된다.Accordingly, when the transverse electric field type liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention is viewed from a diagonal direction, the polarization state of light passing through each optical element is first determined by the biaxial TAC as the first optical compensation film. It moves from point B to point B, and from point B to point C by the liquid crystal layer having a phase delay value of 280 to 350 nm. The second optical compensation film, the positive C plate, moves from the C point to the T point, and finally moves to the A point by the TAC located in the upper polarizer. Therefore, the polarization state of the light reaching the upper polarizer is coincident with the absorption axis A of the upper polarizer, and the light is blocked, thereby showing an excellent dark state.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에서는 이축성 TAC, 액정층, 포지티브 C 플레이트 및 TAC을 차례대로 이용하여 편광 상태를 조절함으로써, 빛샘을 막아 명암 대비비의 저하를 방지할 수 있게 된다.As described above, in the second embodiment of the present invention, the polarization state is adjusted by using the biaxial TAC, the liquid crystal layer, the positive C plate, and the TAC in turn, thereby preventing light leakage and preventing a decrease in contrast ratio.
또한, 상기 포지티브 C 플레이트는 컬러필터 기판의 오버코트층의 역할을 대신함으로써 편광판 구조를 단순화시킬 수 있게 된다.In addition, the positive C plate can simplify the polarizer structure by replacing the role of the overcoat layer of the color filter substrate.
또한, 상기 제 1 실시예의 횡전계방식 액정표시장치와 상기 제 2 실시예의 횡전계방식 액정표시장치는 하부 편광판에 편광소자인 PVA를 보호하기 위한 TAC을 포함하는 이축성 TAC을 적용함에 따라 더욱 편광판의 구조를 단순화시킬 수 있게 된다.In addition, the transverse electric field liquid crystal display device of the first embodiment and the transverse electric field liquid crystal display device of the second embodiment are further polarized by applying a biaxial TAC including a TAC for protecting PVA, which is a polarizing element, to the lower polarizing plate. The structure of the can be simplified.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 암 상태의 휘도 시야각 특성 및 대비비 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면으로써, 종래 구조와 달리 빛샘 현상이 현저히 줄어든 것을 알 수 있으 며, 높은 대비비를 가지게 됨에 따라 광시야각으로 화상품질이 향상되게 된다.11A and 11B are diagrams illustrating simulation results of luminance viewing angle characteristics and contrast ratio characteristics in a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention. It can be seen that it is significantly reduced, and the image quality is improved with a wide viewing angle as it has a high contrast ratio.
이와 같은 본 발명의 횡전계방식 액정표시장치는 제 2 광학 보상필름인 포지티브 C 플레이트를 컬러필터 기판이나 상부 편광판 내에 다양하게 위치시킬 수 있으며, 이를 다음의 제 3 실시예 내지 제 6 실시예를 통해 설명한다.Such a transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention can be positioned in the color filter substrate or the upper polarizing plate positive C plate, which is the second optical compensation film in various ways through the following third to sixth embodiments Explain.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 제 2 광학 보상필름인 포지티브 C 플레이트를 컬러필터 기판과 컬러필터 사이에 위치시킨 경우를 예를 들어 나타내고 있다.12 is a cross-sectional view schematically showing a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a third embodiment of the present invention, wherein a positive C plate, which is a second optical compensation film, is positioned between a color filter substrate and a color filter. The case where it was made is shown, for example.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치(300)는 영상을 출력하는 액정표시패널(310)과 상기 액정표시패널(310)의 하부에 위치하는 제 1 편광판(305) 및 상기 액정표시패널(310)의 상부에 위치하는 제 2 편광판(315)으로 이루어져 있다.As shown in the figure, the transverse electric field type liquid
이때, 상기 액정표시패널(310)은 크게 컬러필터 기판(301)과 어레이 기판(311) 및 상기 컬러필터 기판(301)과 어레이 기판(311) 사이에 형성된 액정층(340)으로 구성된다.In this case, the liquid
상기 컬러필터 기판(301)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(307) 및 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(340)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)로 이루어져 있다.The
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레이 기판(311)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이 트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성되어 횡전계를 발생하는 화소전극과 공통전극으로 이루어져 있다.In addition, although not shown in the drawing, the
상기 제 1 편광판(305)은 제 1 편광소자(303) 및 상기 제 1 편광소자(303)와 액정표시패널(310) 사이에 위치한 제 1 광학 보상필름(320)으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 제 2 편광판(315)은 제 2 편광소자(313) 및 상기 제 2 편광소자(313)와 액정표시패널(310) 사이에 위치한 지지체(312)로 이루어져 있다.The
이때, 상기 제 1 편광소자(303)와 제 2 편광소자(313)는 PVA로 이루어질 수 있으며, 상기 지지체(312)는 상기 PVA층을 보호하기 위해 위상지연이 없는 일반적인 보호필름으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 3 실시예의 경우에는 0-RT TAC이나 일반적인 TAC으로 이루어질 수 있다.In this case, the
이와 같은 상기 제 1 편광소자(303)는 그 흡수축이 대향하는 상기 제 2 편광소자(313)의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치되게 되며, 상기 액정층(340)의 광축, 즉 액정층의 러빙방향은 상기 제 1 편광소자(303)의 광 흡수축과 실질적으로 수직한 상태이다.The
그리고, 상기 컬러필터 기판(301) 위에는 본 발명의 제 2 광학 보상필름(330)이 형성되게 되는데, 이때 본 발명의 제 3 실시예의 경우에는 상기 제 1 실시예와 제 2 실시예의 경우와는 다르게 상기 컬러필터 기판(301)의 유리기판과 컬러필터(307) 사이에 상기 제 2 광학 보상필름(330)이 위치하며, 상기 컬러필터(307) 위에는 상기 컬러필터(307)의 단차를 감소시키기 위한 오버코트층(309)이 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second
여기서, 본 발명의 제 3 실시예의 경우에는 대각방향의 시야각 특성을 향상시키기 위해서 상기 제 1 편광판(305) 및 상기 액정표시패널(310) 내부에 각각 제 1 광학 보상필름(320)과 제 2 광학 보상필름(330)을 배치하게 되는데, 이때 상기 제 1 광학 보상필름(220)은 이축성 TAC으로 형성하는 한편 상기 제 2 광학 보상필름(230)은 포지티브 C 플레이트로 형성할 수 있으며, 그 위상조건은 상기 제 1 실시예나 제 2 실시예의 경우를 참조할 수 있다.In the third exemplary embodiment of the present invention, the first
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 제 2 광학 보상필름인 포지티브 C 플레이트를 컬러필터 기판의 유리기판 배면에 위치시킨 경우를 예를 들어 나타내고 있다.FIG. 13 is a cross-sectional view schematically illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a fourth embodiment of the present invention, in which a positive C plate, which is a second optical compensation film, is positioned on a rear surface of a glass substrate of a color filter substrate. The case where it was made is shown, for example.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치(400)는 영상을 출력하는 액정표시패널(410)과 상기 액정표시패널(410)의 하부에 위치하는 제 1 편광판(405) 및 상기 액정표시패널(410)의 상부에 위치하는 제 2 편광판(415)으로 이루어져 있다.As shown in the figure, the transverse electric field type liquid
이때, 상기 액정표시패널(410)은 크게 컬러필터 기판(401)과 어레이 기판(411) 및 상기 컬러필터 기판(401)과 어레이 기판(411) 사이에 형성된 액정층(440)으로 구성된다.In this case, the liquid
상기 컬러필터 기판(401)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(407) 및 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정 층(440)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)로 이루어져 있다.The
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레이 기판(411)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성되어 횡전계를 발생하는 화소전극과 공통전극으로 이루어져 있다.Further, although not shown in the drawing, the
상기 제 1 편광판(405)은 제 1 편광소자(403) 및 상기 제 1 편광소자(403)와 액정표시패널(410) 사이에 위치한 제 1 광학 보상필름(420)으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 제 2 편광판(415)은 제 2 편광소자(413) 및 상기 제 2 편광소자(413)와 액정표시패널(410) 사이에 위치한 지지체(412)로 이루어져 있다.The
이때, 상기 제 1 편광소자(403)와 제 2 편광소자(413)는 PVA로 이루어질 수 있으며, 상기 지지체(412)는 상기 PVA층을 보호하기 위해 위상지연이 없는 일반적인 보호필름으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 4 실시예의 경우에는 0-RT TAC이나 일반적인 TAC으로 이루어질 수 있다.In this case, the
이와 같은 상기 제 1 편광소자(403)는 그 흡수축이 대향하는 상기 제 2 편광소자(413)의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치되게 되며, 상기 액정층(440)의 광축, 즉 액정층의 러빙방향은 상기 제 1 편광소자(403)의 광 흡수축과 실질적으로 수직한 상태이다.The
그리고, 상기 컬러필터 기판(401)에는 본 발명의 제 2 광학 보상필름(430)이 형성되게 되는데, 이때 본 발명의 제 4 실시예의 경우에는 상기 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 경우와는 다르게 상기 컬러필터 기판(401)의 유리기판 배면에 상기 제 2 광학 보상필름(430)이 위치하게 되며, 상기 컬러필터(407) 위에는 상기 컬러필터(407)의 단차를 감소시키기 위한 오버코트층(409)이 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second
즉, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 횡전계방식 액정표시장치(400)의 컬러필터 기판(401)의 유리기판 배면에는 배면 ITO가 형성되게 되며, 상기 컬러필터 기판(401)의 유리기판과 배면 ITO 사이에 상기 제 2 광학 보상필름(430)이 위치하게 된다.That is, although not shown in the drawing, the rear surface ITO is formed on the rear surface of the glass substrate of the
여기서, 본 발명의 제 4 실시예의 경우에는 대각방향의 시야각 특성을 향상시키기 위해서 상기 제 1 편광판(405) 및 상기 액정표시패널(410) 내부에 각각 제 1 광학 보상필름(420)과 제 2 광학 보상필름(430)을 배치하게 되는데, 이때 상기 제 1 광학 보상필름(420)은 이축성 TAC으로 형성하는 한편 상기 제 2 광학 보상필름(430)은 포지티브 C 플레이트로 형성할 수 있으며, 그 위상조건은 상기 제 1 실시예나 제 2 실시예의 경우를 참조할 수 있다.In the fourth exemplary embodiment of the present invention, the first
도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 제 2 광학 보상필름인 포지티브 C 플레이트를 컬러필터와 오버코트층 사이에 위치시킨 경우를 예를 들어 나타내고 있다.FIG. 14 is a cross-sectional view schematically illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a fifth embodiment of the present invention, wherein a positive C plate, which is a second optical compensation film, is disposed between a color filter and an overcoat layer. The case is shown for example.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치(500)는 영상을 출력하는 액정표시패널(510)과 상기 액정표시패널(510)의 하 부에 위치하는 제 1 편광판(505) 및 상기 액정표시패널(510)의 상부에 위치하는 제 2 편광판(515)으로 이루어져 있다.As shown in the figure, the transverse electric field type liquid
이때, 상기 액정표시패널(510)은 크게 컬러필터 기판(501)과 어레이 기판(511) 및 상기 컬러필터 기판(501)과 어레이 기판(511) 사이에 형성된 액정층(540)으로 구성된다.In this case, the liquid
상기 컬러필터 기판(501)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(507) 및 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(540)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)로 이루어져 있다.The
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레이 기판(511)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성되어 횡전계를 발생하는 화소전극과 공통전극으로 이루어져 있다.In addition, although not shown in the drawing, the
상기 제 1 편광판(505)은 제 1 편광소자(503) 및 상기 제 1 편광소자(503)와 액정표시패널(510) 사이에 위치한 제 1 광학 보상필름(520)으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 제 2 편광판(515)은 제 2 편광소자(513) 및 상기 제 2 편광소자(513)와 액정표시패널(510) 사이에 위치한 지지체(512)로 이루어져 있다.The
이때, 상기 제 1 편광소자(503)와 제 2 편광소자(513)는 PVA로 이루어질 수 있으며, 상기 지지체(512)는 상기 PVA층을 보호하기 위해 위상지연이 없는 일반적인 보호필름으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 5 실시예의 경우에는 0-RT TAC이나 일반적인 TAC으로 이루어질 수 있다.In this case, the
이와 같은 상기 제 1 편광소자(503)는 그 흡수축이 대향하는 상기 제 2 편광소자(513)의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치되게 되며, 상기 액정층(540)의 광축, 즉 액정층의 러빙방향은 상기 제 1 편광소자(503)의 광 흡수축과 실질적으로 수직한 상태이다.The
그리고, 상기 컬러필터 기판(501)에는 본 발명의 제 2 광학 보상필름(530)이 형성되게 되는데, 이때 본 발명의 제 5 실시예의 경우에는 상기 제 1 실시예 내지 제 4 실시예의 경우와는 다르게 상기 컬러필터 기판(501)의 컬러필터(507) 위에 상기 제 2 광학 보상필름(530)이 위치하게 되며, 상기 제 2 광학 보상필름(530) 위에 오버코트층(509)이 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second
즉, 상기 본 발명의 제 5 실시예에 따른 제 2 광학 보상필름(530)은 상기 컬러필터 기판(501)의 컬러필터(507)와 오버코트층(509) 사이에 위치하게 된다.That is, the second
여기서, 본 발명의 제 5 실시예의 경우에는 대각방향의 시야각 특성을 향상시키기 위해서 상기 제 1 편광판(505) 및 상기 액정표시패널(510) 내부에 각각 제 1 광학 보상필름(520)과 제 2 광학 보상필름(530)을 배치하게 되는데, 이때 상기 제 1 광학 보상필름(520)은 이축성 TAC으로 형성하는 한편 상기 제 2 광학 보상필름(530)은 포지티브 C 플레이트로 형성할 수 있으며, 그 위상조건은 상기 제 1 실시예나 제 2 실시예의 경우를 참조할 수 있다.In the case of the fifth embodiment of the present invention, the first
도 15는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 제 2 광학 보상필름인 포지티 브 C 플레이트를 상부 편광판 내에 형성시킨 경우를 예를 들어 나타내고 있다. FIG. 15 is a cross-sectional view schematically illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a sixth embodiment of the present invention, in which a positive C plate as a second optical compensation film is formed in an upper polarizing plate. For example, it is shown.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치(600)는 영상을 출력하는 액정표시패널(610)과 상기 액정표시패널(610)의 하부에 위치하는 제 1 편광판(605) 및 상기 액정표시패널(610)의 상부에 위치하는 제 2 편광판(615)으로 이루어져 있다.As shown in the drawing, the transverse electric field type liquid
이때, 상기 액정표시패널(610)은 크게 컬러필터 기판(601)과 어레이 기판(611) 및 상기 컬러필터 기판(601)과 어레이 기판(611) 사이에 형성된 액정층(640)으로 구성된다.In this case, the liquid
상기 컬러필터 기판(601)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(607) 및 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(640)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)로 이루어져 있다.The
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레이 기판(611)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성되어 횡전계를 발생하는 화소전극과 공통전극으로 이루어져 있다.In addition, although not shown in the drawing, the
상기 제 1 편광판(605)은 제 1 편광소자(603) 및 상기 제 1 편광소자(603)와 액정표시패널(610) 사이에 위치한 제 1 광학 보상필름(620)으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 제 2 편광판(615)은 제 2 편광소자(613)와 지지체(612) 및 상기 지지체(612)와 액정표시패널(610) 사이에 위치한 제 2 광학 보상필름(630)으로 이루어 져 있다.The
이때, 상기 제 1 편광소자(603)와 제 2 편광소자(613)는 PVA로 이루어질 수 있으며, 상기 지지체(612)는 상기 PVA층을 보호하기 위해 위상지연이 없는 일반적인 보호필름으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 6 실시예의 경우에는 0-RT TAC이나 일반적인 TAC으로 이루어질 수 있다.In this case, the
이와 같은 상기 제 1 편광소자(603)는 그 흡수축이 대향하는 상기 제 2 편광소자(613)의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치되게 되며, 상기 액정층(640)의 광축, 즉 액정층의 러빙방향은 상기 제 1 편광소자(603)의 광 흡수축과 실질적으로 수직한 상태이다.The first
여기서, 본 발명의 제 6 실시예의 경우에는 대각방향의 시야각 특성을 향상시키기 위해서 상기 제 1 편광판(605) 및 상기 제 2 편광판 (615) 내에 각각 제 1 광학 보상필름(620)과 제 2 광학 보상필름(630)을 배치하게 되는데, 이때 상기 제 1 광학 보상필름(620)은 이축성 TAC으로 형성하는 한편 상기 제 2 광학 보상필름(630)은 포지티브 C 플레이트로 형성할 수 있으며, 그 위상조건은 상기 제 1 실시예나 제 2 실시예의 경우를 참조할 수 있다.In the sixth exemplary embodiment of the present invention, the first
이와 같이 상기 본 발명의 제 3 실시예 내지 제 6 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치는 상기 제 2 광학 보상필름인 포지티브 C 플레이트를 위치를 달리하여 형성할 수 있으며, 이때 상기 포지티브 C 플레이트의 형성된 위치가 다르더라도 암 상태의 휘도 시야각 특성에 대한 시뮬레이션 결과는 동일하며, 이에 따라 대각 시야각 방향에서 빛샘을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the third to sixth embodiments of the present invention, the positive C plate, which is the second optical compensation film, may be formed in different positions. Even though the formed positions are different, simulation results of the luminance viewing angle characteristic of the dark state are the same, and thus light leakage can be prevented in the diagonal viewing angle direction.
도 16은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 하부 편광판에 이축성 보상필름과 0-RT TAC을 동시에 사용한 경우를 예를 들어 나타내고 있다.FIG. 16 is a cross-sectional view schematically illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a seventh embodiment of the present invention. An example of using a biaxial compensation film and a 0-RT TAC simultaneously in a lower polarizer It is shown.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치(700)는 영상을 출력하는 액정표시패널(710)과 상기 액정표시패널(710)의 하부에 위치하는 제 1 편광판(705) 및 상기 액정표시패널(710)의 상부에 위치하는 제 2 편광판(715)으로 이루어져 있다.As shown in the figure, the transverse electric field type liquid
이때, 상기 액정표시패널(710)은 크게 컬러필터 기판(701)과 어레이 기판(711) 및 상기 컬러필터 기판(701)과 어레이 기판(711) 사이에 형성된 액정층(740)으로 구성된다.In this case, the liquid
상기 컬러필터 기판(701)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(707) 및 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(740)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)로 이루어져 있다.The
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레이 기판(711)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성되어 횡전계를 발생하는 화소전극과 공통전극으로 이루어져 있다.In addition, although not shown in the drawing, the
상기 제 1 편광판(705)은 제 1 편광소자(703)와 제 1 지지체(702) 및 상기 제 1 지지체(702)와 액정표시패널(710) 사이에 위치한 제 1 광학 보상필름(720')으 로 이루어져 있다. 그리고, 상기 제 2 편광판(715)은 제 2 편광소자(713) 및 상기 제 2 편광소자(713)와 액정표시패널(710) 사이에 위치한 제 2 지지체(712)로 이루어져 있다.The
이때, 상기 제 1 편광소자(703)와 제 2 편광소자(713)는 PVA로 이루어질 수 있으며, 상기 제 1 지지체(702)와 제 2 지지체(712)는 상기 PVA층을 보호하기 위해 위상지연이 없는 일반적인 보호필름으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제 7 실시예의 경우에는 상기 제 1 지지체(702)로 0-RT TAC으로 이루어지는 한편 상기 제 2 지지체(712)로 0-RT TAC이나 일반적인 TAC으로 이루어질 수 있다.In this case, the
이와 같은 상기 제 1 편광소자(703)는 그 흡수축이 대향하는 상기 제 2 편광소자(713)의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치되게 되며, 상기 액정층(740)의 광축, 즉 액정층의 러빙방향은 상기 제 1 편광소자(703)의 광 흡수축과 실질적으로 수직한 상태이다.The first
그리고, 상기 컬러필터 기판(701) 위에는 본 발명의 제 2 광학 보상필름(730)이 형성되게 되는데, 상기 컬러필터 기판(701)의 컬러필터(707)와 액정층(740) 사이에 상기 제 2 광학 보상필름(730)이 위치하게 된다.The second
여기서, 본 발명의 제 7 실시예의 경우에는 대각방향의 시야각 특성을 향상시키기 위해서 상기 제 1 편광판(705) 및 상기 액정표시패널(710) 내부에 각각 제 1 광학 보상필름(720')과 제 2 광학 보상필름(730)을 배치하게 되는데, 이때 상기 제 1 광학 보상필름(720')은 이축성 보상필름으로 형성하는 한편 상기 제 2 광학 보상필름(730)은 포지티브 C 플레이트로 형성할 수 있으며, 그 위상조건은 상기 제 1 실시예나 제 2 실시예의 경우를 참조할 수 있다.In the seventh exemplary embodiment of the present invention, the first optical compensation film 720 ′ and the second optical compensation film 720 ′ and the second
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.
도 1은 일반적인 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.1 is a plan view schematically illustrating a portion of an array substrate of a general transverse electric field type liquid crystal display device;
도 2는 도 1에 도시된 어레이 기판의 I-I'선에 따른 단면을 나타내는 예시도.FIG. 2 is an exemplary view showing a cross section taken along line II ′ of the array substrate shown in FIG. 1. FIG.
도 3a는 일반적인 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 암 상태의 휘도 시야각 특성을 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타내는 도면.FIG. 3A is a view showing a result of simulating a luminance viewing angle characteristic in a dark state in a general transverse electric field type liquid crystal display device. FIG.
도 3b는 일반적인 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 암 상태의 대비비 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.3B is a view showing a result of simulating a contrast ratio characteristic of a dark state in a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도 4a는 정면에서 바라보는 경우에 있어서, 직교하는 상, 하부 편광판의 광 투과축을 개략적으로 나타내는 예시도.4A is an exemplary view schematically showing a light transmission axis of an orthogonal upper and lower polarizing plate when viewed from the front.
도 4b는 대각방향에서 바라보는 경우에 있어서, 직교하는 상, 하부 편광판의 광 투과축을 개략적으로 나타내는 예시도.4B is an exemplary view schematically showing the light transmission axes of the upper and lower polarizing plates that are perpendicular to each other when viewed in a diagonal direction.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.5 is a cross-sectional view schematically showing a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a first embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 직교좌표계에서 임의의 타원 편광과 이에 대응하는 뽀앙카레 벡터를 나타내는 도면.6A and 6B are diagrams showing arbitrary elliptical polarizations and corresponding poangcurry vectors in a rectangular coordinate system.
도 7은 상기 도 5의 구조를 가지는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에서 각 광학소자를 통과한 빛의 편광 상태를 나타내는 뽀앙카레 구를 도시한 도면.FIG. 7 is a view showing a Poangcurry sphere showing a polarization state of light passing through each optical element in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention having the structure of FIG. 5.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 암 상태의 휘도 시야각 특성 및 대비비 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.8A and 8B are diagrams showing results of simulating luminance viewing angle characteristics and contrast ratio characteristics in a dark state in a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.9 is a cross-sectional view schematically showing a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a second embodiment of the present invention.
도 10은 상기 도 9의 구조를 가지는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에서 각 광학소자를 통과한 빛의 편광 상태를 나타내는 뽀앙카레 구를 도시한 도면.FIG. 10 is a view showing a Poangcurry sphere showing the polarization state of light passing through each optical element in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention having the structure of FIG.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 암 상태의 휘도 시야각 특성 및 대비비 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.11A and 11B are diagrams showing results of simulating luminance viewing angle characteristics and contrast ratio characteristics in a dark state in a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.12 is a cross-sectional view schematically showing a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a third embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.13 is a schematic cross-sectional view of a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a fourth embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.14 is a cross-sectional view schematically showing a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a fifth embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.15 is a schematic cross-sectional view of a transverse electric field type liquid crystal display device including an optical compensation film according to a sixth embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 광학 보상필름을 포함하는 횡전계방 식 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.FIG. 16 is a cross-sectional view schematically illustrating a transverse electric field liquid crystal display device including an optical compensation film according to a seventh embodiment of the present invention. FIG.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **
100~700 : 액정표시장치 101~701 : 컬러필터 기판100 to 700:
103~703 : 제 1 편광소자 105~705 : 제 1 편광판103 to 703: first polarizer 105 to 705: first polarizer
107~707 : 컬러필터 110~710 : 액정표시패널107 ~ 707:
111~711 : 어레이 기판 113~713 : 제 2 편광소자111 to 711:
115~715 : 제 2 편광판 120~620,720 : 제 1 광학 보상필름115 to 715:
130~730 : 제 2 광학 보상필름 140~740 : 액정층130 to 730: second
Claims (14)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104062808A (en) * | 2014-06-25 | 2014-09-24 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Liquid crystal display and optical compensating method thereof |
CN114384714A (en) * | 2020-10-18 | 2022-04-22 | 中强光电股份有限公司 | Display device |
WO2025065157A1 (en) * | 2023-09-25 | 2025-04-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | Display panel, display device, and manufacturing method for display panel |
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2008
- 2008-06-25 KR KR1020080060421A patent/KR20100000793A/en not_active Ceased
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