KR20070024781A - LCD with improved wide viewing angle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시장치에 있어서, 2장의 상, 하부 유리기판; 상기 2장의 유리기판 사이에 위치하는, 2장의 서로 직교하는 흡수축을 가지는 편광판; 유전율 이방성이 음 또는 양의 값을 가지고, 상기 2장의 편광판의 사이에 위치하는 수직배향 패널; 및 수학식 1, 2 및 수학식 3의 조건을 만족하고, 상기 2장의 편광판의 사이에 위치하며, 인접한 편광판의 흡수축과는 광축이 수직으로 위치하는 2개의 축을 가지는 위상차 필름으로서, 가시광의 범위 내에서 파장이 증가할수록 면상 위상차 값(Rin)이 역 파장분산특성을 가지면서 증가하며, 두께방향의 위상차 값(Rth)의 절대값은 정상 파장분산특성의 음의 값을 가지면서 감소하고, 그 총합은 가시광 범위 내에서 파장에 비례하여 30∼150 ㎚의 값을 가지며, 상기 수직배향 패널의 액정분자의 방향자가 상기 2장의 유리기판 사이에서 전압이 인가되지 않은 상태에서 75∼90도의 프리틸드각을 가지는 위상차 필름; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치를 제공하며, 본 발명에 의한 액정표시장치는 경사각에서 콘트라스트 특성을 향상시키고, 암 상태(black state)에서 시야각에 따른 색변화를 최소화시킬 수 있는 효과를 얻는다(수학식 1 내지 3은 명세서 본문중에 기재된 내용과 동일하다).The present invention provides a liquid crystal display device comprising: two upper and lower glass substrates; A polarizing plate having two absorption axes orthogonal to each other, positioned between the two glass substrates; A vertical alignment panel having a negative or positive dielectric anisotropy and positioned between the two polarizing plates; And a phase difference film that satisfies the conditions of Equations 1, 2, and 3, and is positioned between the two polarizing plates, and has two axes in which the optical axis is perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizing plate. As the wavelength increases, the in-plane retardation value R in increases with the reverse wavelength dispersion characteristic, and the absolute value of the retardation value R th in the thickness direction decreases with the negative value of the normal wavelength dispersion characteristic. The sum total is 30 to 150 nm in proportion to the wavelength in the visible light range, and the liquid crystal molecules of the vertical alignment panel are free of 75 to 90 degrees with no voltage applied between the two glass substrates. Retardation film having a tilt angle; It provides a liquid crystal display device comprising a, wherein the liquid crystal display device according to the present invention has the effect of improving the contrast characteristics at the inclination angle, and minimize the color change according to the viewing angle in the black state (black state) (Equations 1 to 3 are the same as the contents described in the specification body).
Description
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 위상차 필름을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다.1 is a perspective view of a VA-LCD cell including a retardation film according to Example 1 of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 의한 위상차 필름을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다. 2 is a perspective view of a VA-LCD cell including a retardation film according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 의한 위상차 필름을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다.3 is a perspective view of a VA-LCD cell including a retardation film according to a third embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 적용된 위상차 필름의 두께 방향 위상차 값의 파장 분산특성과 면상 위상차 값의 파장 분산특성 의존성을 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the wavelength dispersion characteristics dependence of the wavelength direction retardation value and the surface retardation value of the retardation film applied in the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 위상차 필름을 적용한 VA-LCD의 암 상태(black state)의 시야각에 따른 투과도(a)와 일반적인 이축성 위상차 필름을 적용한 VA-LCD의 암 상태의 시야각에 따른 투과도(b)를 시뮬레이션 한 결과이다. 5 is a transmittance (a) according to a viewing angle of a black state of a VA-LCD to which a retardation film according to the present invention is applied, and a transmittance (b) to a viewing angle of a dark state of a VA-LCD to which a general biaxial retardation film is applied (b) ) Is the result of simulation.
도 6은 45°동경 각에서 0°∼70° 범위의 경사각을 2° 간격으로 변경하면서 백색광을 사용했을 때의 본 발명에 의한 위상차 필름을 적용한 VA-LCD에 대한 암(black) 상태의 색 변화(a)와 일반적인 이축성 위상차 필름을 적용한 VA-LCD의 암 상태의 색 변화(b)를 시뮬레이션 한 결과이다.6 is a color change of the black state for the VA-LCD to which the retardation film according to the present invention is applied when white light is used while changing the inclination angle in the range of 0 ° to 70 ° at 2 ° intervals at 45 ° longitude. It is the result of simulating the color change (b) of the dark state of VA-LCD to which (a) and the general biaxial retardation film were applied.
도 7은 본 발명에 의한 위상차 필름을 적용한 VA-LCD의 파장에 따른 암 상태 의 투과도(a)와 일반적인 이축성 위상차 필름을 적용한 VA-LCD의 파장에 따른 암 상태의 투과도(b)를 시뮬레이션 한 결과이다.7 is a simulation of the transmittance (a) of the dark state according to the wavelength of the VA-LCD to which the retardation film according to the present invention is applied and the transmittance (b) of the dark state according to the wavelength of the VA-LCD to which a general biaxial retardation film is applied. The result is.
도 8는 모든 동경각에서 0°∼80° 범위의 경사 각에 대하여 백색광을 사용했을 때의 실시예 1의 VA-LCD 구조에 대한 콘트라스트 비를 시뮬레이션 한 결과이다.FIG. 8 shows the results of simulating the contrast ratio for the VA-LCD structure of Example 1 when white light was used for tilt angles in the range of 0 ° to 80 ° at all east angles.
도 9는 모든 동경각에서 0°∼80° 범위의 경사각에 대하여, 백색광을 사용했을 때의 실시예 2의 VA-LCD 구조에 대한 콘트라스트 비를 시뮬레이션 한 결과이다.FIG. 9 shows the results of simulating the contrast ratio for the VA-LCD structure of Example 2 when white light was used for all tilt angles in the range of 0 ° to 80 °.
도 10은 45° 동경각에서 0°∼80° 범위의 경사각을 2° 간격으로 변경하면서 백색광을 사용했을 때의 실시예 2의 VA-LCD 구조에 대한 암(black) 상태에 대한 색 변화를 시뮬레이션 한 결과이다.Fig. 10 simulates the color change of the black state for the VA-LCD structure of Example 2 when white light was used while changing the tilt angle in the range of 0 ° to 80 ° at 2 ° intervals at 45 ° east angle. One result.
도 11은 모든 동경각에서 0°∼80° 범위의 경사각에 대하여 백색광을 사용했을 때의 실시예 3의 VA-LCD 구조에 대한 콘트라스트 비를 시뮬레이션 한 결과이다.FIG. 11 shows the results of simulating the contrast ratio for the VA-LCD structure of Example 3 when white light was used for tilt angles in the range of 0 ° to 80 ° at all east angles.
도 12는 45° 동경각에서 0°∼80° 범위의 경사각을 2° 간격으로 변경하면서, 백색광을 사용했을 때의 실시예 3의 VA-LCD 구조에 대한 암(black) 상태에 대한 색 변화를 시뮬레이션 한 결과이다.Fig. 12 shows the color change for the black state for the VA-LCD structure of Example 3 when white light was used, changing the inclination angle in the range of 0 ° to 80 ° at 2 ° intervals at 45 ° east angle. Is the result of the simulation.
*도면의 부호에 대한 설명** Description of the symbols in the drawings *
100 : 편광판100: polarizer
110 : 100과 흡수축이 수직인 편광판110: 100 polarizing plate perpendicular to the absorption axis
200 : 수직배향패널200: vertical alignment panel
300 : 2개의 축을 가지는 위상차 필름300: retardation film having two axes
310 : 300과는 흡수축이 수직인 2개의 축을 가지는 위상차 필름310: phase difference film having two axes whose absorption axis is perpendicular to 300
본 발명은 액정표시장치(liquid-crystal display; 이하 LCD라 칭함)에 있어서, 광시야각 특성이 개선된 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having improved wide viewing angle characteristics in a liquid-crystal display (hereinafter referred to as LCD).
본 발명은 액정표시장치(liquid-crystal display, LCD), 구체적으로는 음 또는 양의 유전율 이방성을 갖는 액정으로 채워진 수직 배향 액정표시장치(Vertically aligned liquid-crystal display, VA-LCD)의 암 상태의 칼라 변화를 최소화시켜 정면과 경사각에서의 광시야각 특성을 개선하기 위해 2개의 축을 가지는 위상차 필름층을 갖는 수직 배향 액정표시장치(이하, "VA-LCD"라 한다)에 관한 것이다.The present invention relates to the dark state of a liquid crystal display (LCD), specifically a vertically aligned liquid-crystal display (VA-LCD) filled with liquid crystals having negative or positive dielectric anisotropy. A vertically oriented liquid crystal display device (hereinafter referred to as "VA-LCD") having a retardation film layer having two axes in order to minimize the color change and improve the wide viewing angle characteristics at the front and inclination angles.
최근 평판 디스플레이 분야에서 가장 널리 이용되고 있는 액정표시장치(LCD)의 가장 큰 약점 중의 하나는 바로 시야각이 좁다는 것인데, 액정표시장치에서 시야각에 따라 영상이 다르게 보이는 이유는 첫째 액정의 이방성으로 인한 문제와 둘째 편광판의 불완전성을 들 수 있다.One of the biggest weaknesses of liquid crystal displays (LCDs), which are widely used in the field of flat panel displays, is that the viewing angle is narrow. The reason why the image looks different depending on the viewing angle of the liquid crystal display device is the problem due to the anisotropy of the liquid crystal. And second, the imperfection of the polarizer.
이러한 액정표시장치의 약점 중의 하나인 광시야각을 개선해주기 위해서는 완전히 어두운 상태(DARK STATE)와 균일한 휘도(BRIGHTNESS)가 요구되며, 특히 TN 모드와는 달리 액정의 초기 배향을 수직 방향으로 하는 VA-LCD의 경우에 시야각 특성을 저하시키는 문제점으로 크게 두 가지를 들 수 있는데, 그 첫번째는 직교 편광판의 시야각 의존성을 들 수 있고, 두번째로는 VA-LCD패널의 복굴절 특성의 시야각 의존성을 들 수 있다.In order to improve the wide viewing angle, which is one of the weak points of the liquid crystal display, a completely dark state and uniform brightness are required. In particular, unlike the TN mode, the VA- which has the initial orientation of the liquid crystal in the vertical direction is used. In the case of the LCD, there are two major problems of deteriorating the viewing angle characteristic, the first of which is the viewing angle dependency of the orthogonal polarizer, and the second is the viewing angle dependency of the birefringence characteristic of the VA-LCD panel.
이러한 요구들과 문제점들에 따라서 액정표시장치의 광시야각을 개선하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 그 구체적인 개선 방법으로는 각도에 따른 △nd(복굴절과 시편 간격의 곱) 변화로 인한 좁은 시야각을 보상해주는 시야각 보상 필름을 사용하는 방법과, 화소를 여러 개의 도메인으로 나누어 시야각을 향상시키는 다중 도메인(MULTIDOMAIN) 방식 등이 이용되고 있다.According to these requirements and problems, various attempts have been made to improve the wide viewing angle of the liquid crystal display. As a specific improvement method, a narrow viewing angle due to the change of Δnd (the product of birefringence and the specimen spacing) according to the angle is obtained. A method of using a viewing angle compensation film to compensate and a multi-domain (MULTIDOMAIN) method of dividing a pixel into multiple domains to improve the viewing angle are used.
시야각 보상 필름을 사용하여 VA-LCD의 광시야각을 개선하는 구체적인 예로서, 전압이 인가되지 않은 상태에서 VA-LCD의 암상태(DARK STATE)를 보상하기 위해 -C-Plate 보상필름(면방향중 X 축 방향 굴절율을 nx, Y축 방향 굴절율을 ny, Z축 방향 굴절율을 nz라 할 때, nx=ny > nz)을 사용하는 VA-LCD가 US 4,889,412에서 공개된 바 있으나, -C-Plate 보상필름만을 포함하는 VA-LCD는 완전한 보상이 이루어지지 않기 때문에 경사각에서 빛의 누설이 발생되는 단점이 있었다.As a specific example of improving the wide viewing angle of the VA-LCD using the viewing angle compensation film, a -C-Plate compensation film (in the plane direction) is used to compensate for the dark state of the VA-LCD without voltage applied. A VA-LCD using n x = n y > n z ) is disclosed in US Pat. No. 4,889,412 when the x- axis refractive index is n x , the y-axis refractive index is n y , and the Z-axis refractive index is n z . , VA-LCD containing only -C-Plate compensation film has the disadvantage that light leakage occurs at the inclination angle because it is not completely compensated.
그리고, -C-Plate 보상필름과 A-Plate 보상필름을 포함하는 보상필름에 대한 예는 US 6,141,075에서 제시되어 종래에 비해 전압이 인가되지 않은 상태의 VA-LCD의 암상태(DARK STATE) 보상이 더욱 잘 이루어지도록 하였으나, 이 경우에도 암상태(DARK STATE)에서 경사각 70 도에서의 최소 콘트라스트는 20:1에 불과하므로, 보 다 완벽한 시야각 보상을 위해서는 정면과 경사각에서의 콘트라스트를 개선하고 아울러 암 상태에서의 칼라의 변화 개선이 필요한 상태였다.In addition, an example of a compensation film including a -C-Plate compensation film and an A-Plate compensation film is shown in US Pat. No. 6,141,075. In this case, however, the minimum contrast at 70 degrees of inclination in the dark state is only 20: 1, so the contrast in front and inclination angles is improved to improve the viewing angle. It was a condition that the change of the color in the state of improvement is needed.
본 발명은 VA-LCD의 정면과 경사각에서 높은 콘트라스트 특성을 얻을 수 있고 경사각에서 암 상태의 색변화를 최소화시킴으로써, VA-LCD의 시야각 특성을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can obtain high contrast characteristics at the front and inclination angles of a VA-LCD and to improve the viewing angle characteristics of a VA-LCD by minimizing the color change of the dark state at the inclination angle. .
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 액정 표시장치에 있어서, 2장의 상, 하부 유리기판; 상기 2장의 유리기판 사이에 위치하는, 2장의 서로 직교하는 흡수축을 가지는 편광판; 유전율 이방성이 음 또는 양의 값을 가지고, 상기 2장의 편광판의 사이에 위치하는 수직배향 패널; 및 하기 수학식 1, 2 및 수학식 3의 조건을 만족하고, 상기 2장의 편광판의 사이에 위치하며, 인접한 편광판의 흡수축과는 광축이 수직으로 위치하는 2개의 축을 가지는 위상차 필름으로서, 가시광의 범위 내에서 파장이 증가할수록 면상 위상차 값(Rin)이 역 파장분산특성을 가지면서 증가하며, 두께방향의 위상차 값(Rth)의 절대값은 정상 파장분산특성의 음의 값을 가지면서 감소하고, 그 총합은 가시광 범위 내에서 파장에 비례하여 30∼150 ㎚의 값을 가지며, 상기 수직배향 패널의 액정분자의 방향자가 상기 2장의 유리기판 사이에서 전압이 인가되지 않은 상태에서 75∼90도의 프리틸드각을 가지는 위상차 필름; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal display device comprising: two upper and lower glass substrates; A polarizing plate having two absorption axes orthogonal to each other, positioned between the two glass substrates; A vertical alignment panel having a negative or positive dielectric anisotropy and positioned between the two polarizing plates; And a phase difference film that satisfies the conditions of the following Equations 1, 2 and 3, is located between the two polarizing plates, and has two axes in which the optical axis is perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizing plate. As the wavelength increases within the range, the in-plane retardation value R in increases with the reverse wavelength dispersion characteristic, and the absolute value of the retardation value R th in the thickness direction decreases with the negative value of the normal wavelength dispersion characteristic. The sum is 30 to 150 nm in proportion to the wavelength within the visible light range, and the liquid crystal molecules of the vertical alignment panel are 75 to 90 degrees with no voltage applied between the two glass substrates. Retardation film having a pretilt angle; It provides a liquid crystal display device comprising a.
(상기 nx는 필름의 면상에서의 x축방향의 굴절율이며, 상기 ny는 필름의 면상에서의 y축방향의 굴절율이며, 상기 nz는 필름의 두께방향의 굴절율이다)(Wherein n x is the refractive index in the x-axis direction on the plane of the film, n y is the refractive index in the y-axis direction on the plane of the film, and n z is the refractive index in the thickness direction of the film)
(상기 Rin은 필름의 면상에서의 위상차 값이며, 상기 nx는 필름의 면상에서의 x축방향의 굴절율이며, 상기 ny는 필름의 면상에서의 y축방향의 굴절율이며, 상기 d는 필름의 두께이다)(The R in is the phase difference value on the surface of the film, the n x is the refractive index of the x-axis direction on the surface of the film, the n y is the refractive index of the y-axis direction on the surface of the film, d is the film Is the thickness of)
(상기 Rth는 필름의 두께방향의 위상차 값이며, 상기 nz는 필름의 두께방향의 굴절율이며, 상기 ny는 필름의 면상에서의 y축방향의 굴절율이며, 상기 d는 필름의 두께이다)(Where R th is a retardation value in the thickness direction of the film, n z is a refractive index in the thickness direction of the film, n y is a refractive index in the y axis direction on the plane of the film, and d is a thickness of the film)
상기 프리틸트각은 87∼90도, 보다 바람직하기로는 89∼90도일 수 있다. The pretilt angle may be 87 to 90 degrees, more preferably 89 to 90 degrees.
상기 수직배향 패널의 액정층의 위상차 값이 550㎚ 파장에서 80㎚∼400㎚, 보다 바람직하기로는 80㎚∼300㎚일 수 있다. The retardation value of the liquid crystal layer of the vertical alignment panel may be 80 nm to 400 nm, more preferably 80 nm to 300 nm at a wavelength of 550 nm.
전압 인가 시 상기 수직배향 패널의 액정분자의 방향자(director)는 상기 편광판의 흡수축과 45도를 이룰 수 있다. When voltage is applied, the director of the liquid crystal molecules of the vertical alignment panel may form 45 degrees with the absorption axis of the polarizer.
400㎚, 550㎚, 700㎚ 파장에서 각각의 면상 위상차 값 Rin,400, Rin,550, Rin,700은, 두 파장 400㎚, 550㎚에서의 파장분산 특성 Rin,400/Rin,550이 0.4∼0.9 범위의 값을 갖고, 두 파장 550㎚, 700㎚에서의 파장분산 특성 Rin,700/Rin,550이 1.1∼1.8 범위의 값을 가질 수 있다. The in-plane retardation values R in, 400 , R in, 550 , and R in, 700 at wavelengths of 400 nm, 550 nm, and 700 nm, respectively, have wavelength dispersion characteristics R in, 400 / R in at two wavelengths of 400 nm, 550 nm. , 550 may have a value in the range of 0.4 to 0.9, and the wavelength dispersion characteristics R in, 700 / R in, 550 at two wavelengths of 550 nm and 700 nm may have values in the range of 1.1 to 1.8.
400㎚, 550㎚, 700㎚ 파장에서 각각의 두께방향 위상차 값 Rth,400, Rth,550, Rth,700은, 두 파장 400㎚, 550㎚에서의 파장분산 특성 Rth,400/Rth,550이 1.05∼1.4 범위의 값을 갖고, 두 파장 550㎚, 700㎚에서의 파장분산특성 Rth,700/Rth,550이 0.5∼0.95 범위의 값을 가질 수 있다. The thickness direction retardation values R th, 400 , Rth, 550 and R th, 700 at the wavelengths of 400 nm, 550 nm and 700 nm are respectively the wavelength dispersion characteristics R th, 400 / R th at the two
550㎚파장에서의 상기 두께 방향의 위상차 값(Rth)은 -50㎚∼-500㎚ 범위의 값을 가질 수 있다. The retardation value R th in the thickness direction at a wavelength of 550 nm may have a value in the range of −50 nm to −500 nm.
상기 위상차 필름은 고유한 양의 복굴절 값을 갖는 제1모노머(monomer)와 고유한 음의 복굴절 값을 갖는 제2모노머(monomer)를 공중합(co-polymerization) 또는 혼합의 방법에 의하여 제작된 폴리머로 연신하여 제작될 수 있다. The retardation film is a polymer produced by a method of co-polymerization or mixing a first monomer having a unique positive birefringence value and a second monomer having a unique negative birefringence value It can be produced by stretching.
상기 위상차 필름이 파장에 따른 면상 위상차 값(Rin) 및 두께방향 위상차 값(Rth)의 의존성이 다른 적어도 두 장 이상의 위상차 필름이 적층되어 제작될 수 있다. The retardation film may be produced by laminating at least two or more retardation films having different dependences on the retardation value R in and the thickness direction retardation value R th according to the wavelength.
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 1 내지 3에는 본 발명에 의해 구현될 수 있는 VA-LCD를 예시하고 있으며, 흡수축이 서로 직교하는 두 개의 편광판(100,110), 상기 두 편광판 사이에 배치되는 수직배향패널(200), 상기 두 편광판과 수직배향패널 사이에 배치되는 위상차 필름(300, 310)으로 VA-LCD셀을 구성한다. 여기서 상기 편광판(100, 110)은 고유한 두께방향의 위상차 값을 갖는 TAC(triacetate cellulose) 보호필름을 갖거나 두께방향의 위상차 값을 갖지 않는 다른 보호필름을 포함하여 구성될 수 있다. 1 to 3 illustrate a VA-LCD that can be implemented by the present invention, two
도 1 및 2는 2개의 축을 가지는 위상차 필름(300 또는 310)을 한 개 사용하여 수직배향패널(200)과 서로 직교하는 두 개의 상, 하부 편광판(110,100) 사이에 배치하여 3∼8㎛의 셀 갭을 유지하도록 구성한 실시예 1에 의한 VA-LCD 셀의 구조이다.1 and 2 illustrate a cell having a thickness of 3 to 8 μm between a
도 1은 실시예 1의 형태로서, 위상차 필름(300)을 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 배치한 것을 예시하고 있으며, 여기서 상기 위상차 필름(300)의 광축은 상기 하부 편광판(100)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다.FIG. 1 illustrates an embodiment in which the
도 2는 실시예 2의 형태로서, 위상차 필름(310)을 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 배치한 것을 예시하고 있으며, 여기서 상기 위상차 필름(300) 의 광축은 상기 상부 편광판(110)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다. FIG. 2 illustrates a second embodiment in which the
도 3은 위상차 필름(310, 300) 두 개를 사용하여 수직배향패널(200)과 서로 직교하는 두 개의 상, 하부 편광판(110, 100) 사이에 각각 배치하여 3∼8㎛의 셀 갭을 유지하도록 구성한 실시예 3에 의한 VA-LCD 셀의 구조로서, 도 3은 하나의 위상차 필름(300)을 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 배치하고 다른 하나의 위상차 필름(310)을 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 배치한 것을 예시하고 있으며, 여기서 상기 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 배치된 위상차 필름(300)은 그 광축이 하부 편광판(100)의 흡수축에 수직하게 배치되고, 상기 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 배치된 위상차 필름(310)은 그 광축이 상기 상부 편광판(110)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다. 3 is disposed between the
본 발명에 의한 위상차 필름(300, 310)은 nx > ny > nz의 굴절율을 갖는다. 여기서, nx는 필름의 면에 평행한 x축 방향의 굴절율, ny는 필름의 면에 평행한 y축 방향의 굴절율, nz는 필름의 면에 수직인 두께방향의 굴절율을 나타낸다.The
상기 위상차 필름은 다음과 같은 주요한 특성을 갖는다.The retardation film has the following main characteristics.
상기 위상차 필름의 면상 위상차 값(in-plane retardation value, Rin = d×(nx - ny), 여기서 d는 필름의 두께)은 가시광 범위 안에서 파장이 증가할수록 위상차 값이 증가하는 역 파장분산(reversed wavelength dispersion)특성을 갖는다. In-plane retardation value of the retardation film (R in = d × (n x -n y ), where d is the thickness of the film) is the reverse wavelength dispersion in which the retardation value increases as the wavelength increases in the visible light range (reversed wavelength dispersion) characteristics.
상기 위상차 필름의 두께 방향의 위상차 값(Rth = d×(nz - ny), 여기서 d는 필름의 두께)은 음의 값으로서, 가시광 범위 안에서 파장이 증가할수록 두께방향의 위상차 값의 절대값이 감소하는 정상 파장분산(normal wavelength dispersion) 특성을 가져야 한다.The retardation value in the thickness direction of the retardation film (R th = d × (n z -n y ), where d is the thickness of the film) is a negative value, and the absolute value of the retardation value in the thickness direction increases as the wavelength increases in the visible light range. It should have a characteristic of normal wavelength dispersion with decreasing value.
도 4는 본 발명에 의한 위상차 필름의 파장에 따른 위상차 값의 의존성을 도시한 참고도로서, 상기 위상차 필름의 두께방향 위상차 값의 파장분산 특성(Rth,λ/Rth,550)과, 면상 위상차 값의 파장분산 특성(Rin,λ/Rin,550)을 도시하고 있다.Figure 4 is a reference diagram showing the dependence of the retardation value according to the wavelength of the retardation film according to the present invention, the wavelength dispersion characteristics (R th, λ / R th, 550 ) of the thickness direction retardation value of the retardation film, and planar The wavelength dispersion characteristic (R in, λ / R in, 550 ) of the phase difference value is shown.
상기 도 4에 도시된 바에 의하면, 본 발명에 의한 위상차 필름에 있어서 면상 위상차 값의 적정한 파장분산 특성은 두 파장 400㎚, 550㎚에서 상대적인 위상차 비 값(Rin,400/Rin,550) 이 0.4∼0.9 범위의 값을 가져야 하며, 550㎚, 700㎚에서 상대적인 위상차 비 값(Rin,700/Rin,550)이 1.1∼1.8 범위의 값을 가져야 한다. 여기서, Rin,400은 400㎚ 파장에서 면상 위상차 값, Rin,550은 550㎚ 파장에서 면상 위상차 값, Rin,700은 700㎚ 파장에서 면상 위상차 값을 나타낸다.As shown in FIG. 4, in the retardation film according to the present invention, an appropriate wavelength dispersion characteristic of the planar retardation value is a relative retardation ratio value (R in, 400 / R in, 550 ) at two wavelengths of 400 nm and 550 nm. It should have a value in the range of 0.4 to 0.9, and the relative phase difference ratio value (R in, 700 / R in, 550 ) at 550 nm and 700 nm should have a value in the range of 1.1 to 1.8. Here, R in, 400 is a planar phase difference value at 400 nm wavelength, R in, 550 is a planar phase difference value at 550 nm wavelength, and R in, 700 is a planar phase difference value at 700 nm wavelength.
상기 본 발명에 의한 위상차 필름은 그 면상 위상차 값 Rin,550 = d ×(nx - ny) 의 적정범위는 550㎚ 파장에서 30㎚∼150㎚이다.The retardation film has its plane retardation R in, 550 = d × according to the present invention the appropriate range of (n x n y) is in 30㎚~150
또한 상기 본 발명에 의한 위상차 필름의 두께방향 위상차 값의 적정한 파장분산 특성은, 두 파장 400㎚, 550㎚에서 상대적인 위상차 비 값(Rth,400/Rth,550)이 1.05∼1.4 범위의 값을 가져야 하며, 두 파장 550㎚, 700㎚에서 상대적인 위상차 비 값(Rth,700/Rth,550)이 0.5∼0.95 범위의 값을 가져야 한다.In addition, the proper wavelength dispersion characteristic of the thickness direction retardation value of the retardation film according to the present invention, the relative retardation ratio value (R th, 400 / R th, 550 ) at the two wavelengths 400nm, 550nm range of 1.05 to 1.4 The relative retardation ratio value (R th, 700 / R th, 550 ) at the two wavelengths of 550 nm and 700 nm should have a value in the range of 0.5 to 0.95.
상기 두께방향 위상차 값 Rth,550 = d ×(nz - ny)의 적정범위는 550㎚ 파장에서 -50㎚∼-500㎚ 이다. An appropriate range of the thickness direction retardation value R th, 550 = d x (n z -n y ) is -50 nm to -500 nm at a wavelength of 550 nm.
따라서 상기 본 발명에 의한 위상차 필름을 사용하여 도 1 내지 3에 도시된 바와 같은 액정표시장치를 제작하게 되면, 경사각에서 VA-LCD의 암 상태(dark state)의 완전한 보상이 가능하며, 암 상태, 명 상태, RGB 색의 색변화를 최소화 시킬 수 있게 된다.Therefore, when the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 to 3 is manufactured using the retardation film according to the present invention, complete compensation of the dark state of the VA-LCD at the inclination angle is possible, and the dark state, It is possible to minimize the color change of the bright state and RGB color.
도 5는 본 발명에 의한 위상차 필름을 적용한 VA-LCD의 암 상태(black state)의 시야각에 따른 투과도(a)와 기존의 이축성 위상차 보상필름을 적용한 VA-LCD의 암 상태의 시야각에 따른 투과도(b)를 비교한 결과로서, 본 발명에 의한 위상차 필름을 적용한 경우에 암 상태(black state)의 보상특성이 더 우수함을 알 수 있다.5 is a transmittance according to a viewing angle of a black state of a VA-LCD to which a retardation film according to the present invention is applied, and a transmittance according to a viewing angle of a dark state of a VA-LCD to which a conventional biaxial retardation compensation film is applied. As a result of comparing (b), when the retardation film according to the present invention is applied, it can be seen that the black state compensation characteristics are better.
참고로 기존의 이축성 위상차 보상필름으로는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 위상차 필름을 사용했으며, 파장분산 특성, (Rth,400/Rth,550)=(Rin,400/Rin,550) = 1.15를 사용하였다.For reference, the conventional biaxial retardation compensation film was used as a polycarbonate retardation film, and the wavelength dispersion characteristic, (R th, 400 / R th, 550 ) = (R in, 400 / R in, 550 ) = 1.15 was used.
도 6은 동경각에서 0°∼70° 범위의 경사각을 2° 간격으로 변경하면서, 백색광을 사용했을 때의 본원발명의 위상차 필름을 적용한 VA-LCD에 대한 암(black)상태의 색 변화(a)와, 기존의 이축성 위상차 보상필름을 적용한 VA-LCD의 암 상태의 색 변화(b)를 비교한 결과로, 본 발명에 의한 위상차 필름을 사용한 경우에 훨 씬 작은 암 상태 색 변화를 나타냄을 알 수 있다.6 is a color change of a black state for a VA-LCD to which a retardation film of the present invention is applied when white light is used while changing an inclination angle in a range of 0 ° to 70 ° from an east angle at 2 ° (a ) And the color change (b) of the dark state of the VA-LCD to which the existing biaxial retardation compensation film is applied, and show that the dark state color change is much smaller when the retardation film according to the present invention is used. Able to know.
기존의 이축성 위상차 보상필름을 사용하는 경우보다 본 발명에 의한 위상차 필름을 사용했을 때 암 상태에서 낮은 투과도 및 암 상태에서 작은 색 변화를 나타내는 이유는 파장에 따른 투과도 변화가 일정(flat)하기 때문이다.When the retardation film according to the present invention is used in comparison with the conventional biaxial retardation compensation film, the reason of showing low transmittance in the dark state and a small color change in the dark state is that the change in transmittance according to the wavelength is flat. to be.
본 발명에 의한 위상차 필름을 제작하는 방법으로는 위상차 값의 파장 의존성이 다른 기존의 필름을 2∼3개를 적층함으로써 제작이 가능하다.As a method for producing the retardation film according to the present invention, it is possible to produce by laminating two or three existing films having different wavelength dependence of retardation values.
또한 상기의 본 발명에 의한 위상차 필름은, 고유한 양의 복굴절 값을 갖는 제1모노머(monomer)와 고유한 음의 복굴절 값을 갖는 제2모노머(monomer)를 공중합(co-polymerization)하여 제작된 폴리머 또는 상기 제1모노머(monomer)와 제2모노머(monomer)를 혼합하여 제작된 폴리머로 연신하여 제작가능함은 물론이다.In addition, the retardation film according to the present invention is produced by co-polymerizing the first monomer (monomer) having a unique positive birefringence value and the second monomer (monomer) having a unique negative birefringence value Of course, it can be produced by stretching the polymer or a polymer produced by mixing the first monomer (monomer) and the second monomer (monomer).
본 발명에 의한 위상차 필름을 사용하여 VA-LCD를 보상하는 예는 다음과 같으나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Examples of compensating VA-LCD using the retardation film according to the present invention are as follows, but the following examples are merely to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예 1] Example 1
2개의 축을 가지는 위상차 필름 한 개를 적용한 도 1에 나타낸 VA-LCD로서, 3㎛ 셀 갭을 갖는 수직배향패널을 포함하고 있다. 프리틸트 각은 89°, 유전율 이방성은 △ε= -4.9, 굴절율 이방성은 △n = 0.0979, 파장 분산특성 △n400/△n550 = 1.096인 VA-LCD를 사용했다. 따라서, 수직배향패널의 두께 방향의 위상차 값은 RVA,550 = 297㎚이다. 위상차 필름은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 계열의 재료로 제작되었으며, 두께방향 위상차 값은 Rth(550㎚)= -270㎚이며, 면상 위상차 값은 Rin(550㎚)= 67㎚이다. 두께 방향 위상차 값의 파장분산 특성은 Rth(450㎚)/Rth(550㎚)=1.15 이며, 면상 위상차 값의 파장분산 특성은 Rin(450㎚)/Rin(550㎚)= 0.652이다.A VA-LCD shown in Fig. 1, in which one retardation film having two axes is applied, includes a vertical alignment panel having a 3 mu m cell gap. A pretilt angle of 89 °, a dielectric constant anisotropy of Δε = -4.9, a refractive index anisotropy of Δn = 0.0979 and a wavelength dispersion characteristic of Δn 400 / Δn 550 = 1.096 were used. Therefore, the retardation value in the thickness direction of the vertical alignment panel is R VA, 550 = 297 nm. The retardation film was made of a polycarbonate-based material, the thickness retardation value is R th (550 nm) = -270 nm, the planar retardation value is R in (550 nm) = 67 nm. The wavelength dispersion characteristic of the thickness retardation value is R th (450 nm) / R th (550 nm) = 1.15, and the wavelength dispersion characteristic of the surface retardation value is R in (450 nm) / R in (550 nm) = 0.652. .
상기 위상차 필름을 사용하여 보상된 VA-LCD의 콘트라스트 특성을 시뮬레이션 한 결과를 도 8에 나타냈으며, 상기 위상차 필름을 사용하여 보상된 VA-LCD의 암 상태의 색 변화를 도 6의 (a)에 나타냈다.The results of simulating the contrast characteristics of the VA-LCD compensated using the retardation film are shown in FIG. 8, and the color change of the dark state of the VA-LCD compensated using the retardation film is shown in FIG. Indicated.
[실시예 2]Example 2
2개의 축을 가지는 위상차 필름 한 개를 사용한 도 2에 나타낸 VA-LCD로서, 3㎛ 셀 갭을 갖는 수직배향패널을 포함하고 있다. 프리틸트 각은 89°, 유전율 이방성은 △ε= -4.9, 굴절율 이방성은 △n = 0.0979, 파장 분산특성 △n400/△n550 = 1.096인 VA-LCD를 사용했다. 따라서, 수직배향패널의 두께 방향의 위상차 값은 RVA,550 = 297㎚ 이다. The VA-LCD shown in FIG. 2 using one retardation film having two axes includes a vertical alignment panel having a 3 μm cell gap. A pretilt angle of 89 °, a dielectric constant anisotropy of Δε = -4.9, a refractive index anisotropy of Δn = 0.0979 and a wavelength dispersion characteristic of Δn 400 / Δn 550 = 1.096 were used. Therefore, the retardation value in the thickness direction of the vertical alignment panel is R VA, 550 = 297 nm.
위상차 필름은 TAC(Triacetate cellulose) 계열의 재료로 제작되었으며, 두께방향 위상차 값 Rth(550㎚)= -241㎚이며, 면상 위상차 값은 Rin(550㎚)= 44㎚이다. The retardation film was made of TAC (Triacetate cellulose) material, the thickness retardation value R th (550 nm) = -241 nm, the planar retardation value is R in (550 nm) = 44 nm.
두께 방향 위상차 값의 파장분산 특성은 Rth(450㎚)/Rth(550㎚)=1.12 이며, 면상 위상차 값의 파장분산 특성은 Rin(450㎚)/Rin(550㎚)= 0.61 이다.The wavelength dispersion characteristic of the thickness retardation value is R th (450 nm) / R th (550 nm) = 1.12, and the wavelength dispersion characteristic of the surface retardation value is R in (450 nm) / R in (550 nm) = 0.61. .
상기 위상차 필름을 사용하여 보상된 VA-LCD의 콘트라스트 특성을 시뮬레이션 한 결과를 도 9에 나타냈으며, 또한 상기 위상차 필름을 사용하여 보상된 VA-LCD의 암 상태의 색 변화를 도 10에 나타냈다.The results of simulating the contrast characteristics of the VA-LCD compensated using the retardation film are shown in FIG. 9, and the color change of the dark state of the VA-LCD compensated using the retardation film is shown in FIG. 10.
[실시예 3]Example 3
2개의 축을 가지는 위상차 필름 두 장을 이용한 도 3에 나타낸 VA-LCD로서, 3㎛ 셀 갭을 갖는 수직배향패널을 포함하고 있다. 프리틸트 각은 89°, 유전율 이방성은 △ε= -4.9, 굴절율 이방성은 △n = 0.0979, 파장 분산특성 △n400/△n550 = 1.096인 VA-LCD를 사용했다. 따라서, 수직배향패널의 두께 방향의 위상차 값은 RVA,550 = 297㎚ 이다. 두 장의 위상차 필름 각각은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 계열의 재료로 제작되었으며, 두께방향 위상차 값은 Rth(550㎚)= -119㎚이며, 면상 위상차 값은 Rin(550㎚)= 44㎚이다. The VA-LCD shown in FIG. 3 using two retardation films having two axes includes a vertical alignment panel having a 3 μm cell gap. A pretilt angle of 89 °, a dielectric constant anisotropy of Δε = -4.9, a refractive index anisotropy of Δn = 0.0979 and a wavelength dispersion characteristic of Δn 400 / Δn 550 = 1.096 were used. Therefore, the retardation value in the thickness direction of the vertical alignment panel is R VA, 550 = 297 nm. Each of the two retardation films was made of a polycarbonate-based material, and the thickness retardation value was R th (550 nm) = − 119 nm and the planar retardation value was R in (550 nm) = 44 nm.
두께 방향 위상차 값의 파장분산 특성은 Rth(450㎚)/Rth(550㎚)=1.24 이며, 면상 위상차 값의 파장분산 특성은 Rin(450㎚)/Rin(550㎚)= 0.585 이다.The wavelength dispersion characteristic of the thickness retardation value is R th (450 nm) / R th (550 nm) = 1.24, and the wavelength dispersion characteristic of the surface retardation value is R in (450 nm) / R in (550 nm) = 0.585. .
상기 위상차 필름을 사용하여 보상된 VA-LCD의 콘트라스트 특성을 시뮬레이션 한 결과를 도 11에 나타냈으며, 또한 상기 위상차 필름을 사용하여 보상된 VA-LCD의 암 상태의 색 변화를 도 12에 나타냈다.The results of simulating the contrast characteristics of the VA-LCD compensated using the retardation film are shown in FIG. 11, and the color change of the dark state of the VA-LCD compensated using the retardation film is shown in FIG. 12.
상기 도 8, 9 및 도 11에 의하면, 본원발명에 의한 액정표시장치의 경우에는 모든 동경각에서 높은 콘트라스트 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었으며, 상기 도 10 및 도 12에 의하면, 본원발명에 의한 액정표시장치의 경우에는 경사각에서의 암상태의 색변화가 최소화되는 것을 확인할 수 있었다.8, 9, and 11, in the case of the liquid crystal display according to the present invention, it was confirmed that the display panel had high contrast characteristics at all angles. According to FIGS. 10 and 12, the liquid crystal display according to the present invention. In the case of the device, it was confirmed that the color change of the dark state at the inclination angle is minimized.
이상의 본 발명에 의하면, 이축성 위상차 보상필름을 구비한 VA-LCD는 VA-LCD의 경사각에서 완전한 암(dark) 상태 보상이 가능하며, 암(dark) 상태, 명(white) 상태 및 RGB 상태에서 색 변화를 최소화 시켜 시야각 특성을 향상시킬 수 있게 된다.According to the present invention, the VA-LCD having a biaxial retardation compensation film is capable of completely dark state compensation at the inclination angle of the VA-LCD, and in the dark state, the white state and the RGB state It is possible to improve the viewing angle characteristics by minimizing the color change.
상기의 본 발명은 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형 및 수정이 가능함은 물론이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the described embodiments, various modifications and changes are possible by those skilled in the art within the scope and spirit of the present invention, as well as such modifications and modifications belong to the appended claims. It is also natural.
Claims (11)
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ID=38099122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050080286A Withdrawn KR20070024781A (en) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | LCD with improved wide viewing angle |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20070024781A (en) |
| TW (1) | TWI270700B (en) |
-
2005
- 2005-08-30 KR KR1020050080286A patent/KR20070024781A/en not_active Withdrawn
- 2005-09-05 TW TW094130398A patent/TWI270700B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI270700B (en) | 2007-01-11 |
| TW200708775A (en) | 2007-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20050830 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |