KR100789681B1 - Lcd device having an improved viewing angle characteristic - Google Patents
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Abstract
LCD 장치는 그 사이에 LC 셀을 샌드위치하는 한 쌍의 편광막 (101, 105) 을 포함한다. 광입사측 편광막 (101) 은 편광층 (120) 및 제 1 지연막 (119) 을 포함하며, 광출사측 편광막 (105) 은 편광층 (120) 및 제 2 및 제 3 지연막 (118, 117) 을 포함한다. 제 1 및 제 3 지연막 (119, 117) 의 특정 조합은 LCD 장치 (100) 에서 암상태의 디스플레이시 더 낮은 누설광 및 더 낮은 색도 변이를 달성하기 위한 광학 보상을 제공한다.The LCD device includes a pair of polarizing films 101 and 105 sandwiching an LC cell therebetween. The light incident side polarizing film 101 includes a polarizing layer 120 and a first retardation film 119, and the light exiting side polarizing film 105 includes a polarizing layer 120 and second and third retardation films 118. , 117). Certain combinations of the first and third retardation films 119 and 117 provide optical compensation for achieving lower leakage light and lower chromaticity variation in the display of the dark state in the LCD device 100.
LCD 장치, 시야각 LCD device, viewing angle
Description
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 LCD 장치의 화소의 단면도.1 is a cross-sectional view of a pixel of an LCD device according to a first embodiment of the present invention.
도 2a 및 2b 는 해당 광학막과 각각 조합된 컬러-필터 (CF) 기판 및 박막트랜지스터 (TFT) 기판의 구체적인 단면도.2A and 2B are detailed cross-sectional views of a color-filter (CF) substrate and a thin film transistor (TFT) substrate, respectively, in combination with corresponding optical films.
도 3 은 지연막의 지연의 정의를 나타내는 사시도.3 is a perspective view showing the definition of the delay of a retardation film;
도 4 는 지연막의 두께방향 지연과 정규화된 투과율 사이의 관계를 나타내는 그래프.4 is a graph showing the relationship between the thickness direction retardation of a retardation film and a normalized transmittance.
도 5 는 지연막의 두께방향 지연과 정규화된 투과율 사이의 관계를 나타내는 그래프.5 is a graph showing the relationship between the thickness direction retardation of a retardation film and a normalized transmittance.
도 6 은 암상태의 디스플레이시 누설광의 감소를 달성하는 지연 범위를 나타내는 그래프.6 is a graph showing a delay range that achieves a reduction in leakage light when displaying a dark state.
도 7 은 지연막의 두께방향 지연과 정규화된 색도 변이 사이의 관계를 나타내는 그래프.7 is a graph showing the relationship between the thickness retardation of a retardation film and a normalized chromaticity variation.
도 8 은 0.5 이하의 정규화된 투과율 및 1 이하의 정규화된 색도 변이를 달성하는 지연 범위를 나타내는 그래프.8 is a graph showing a delay range that achieves normalized transmittance of 0.5 or less and normalized chromaticity variation of 1 or less.
도 9a 및 도 9b 는 본 발명의 제 2 실시형태에서 이용되는, 해당 광학막과 각각 조합된 CF 기판 및 TFT 기판의 구체적인 단면도.9A and 9B are specific cross-sectional views of a CF substrate and a TFT substrate, respectively, combined with the corresponding optical film, used in the second embodiment of the present invention.
도 10a 및 도 10b 는 본 발명의 제 3 실시형태에서 이용되는, 해당 광학막과 각각 조합된 CF 기판 및 TFT 기판의 구체적인 단면도.10A and 10B are specific cross-sectional views of a CF substrate and a TFT substrate, respectively, combined with the corresponding optical film, used in the third embodiment of the present invention.
도 11a 및 도 11b 는 각각 도 2a 및 도 2b 의 CF 기판 및 TFT 기판의 제 1 변형예의 구체적인 단면도.11A and 11B are specific cross-sectional views of a first modification of the CF substrate and the TFT substrate of FIGS. 2A and 2B, respectively.
도 12a 및 도 12b 는 각각 도 2a 및 도 2b 의 CF 기판 및 TFT 기판의 제 2 변형예의 구체적인 단면도.12A and 12B are specific cross-sectional views of a second modification of the CF substrate and the TFT substrate of FIGS. 2A and 2B, respectively.
도 13a 및 도 13b 는 각각 도 2a 및 도 2b 의 CF 기판 및 TFT 기판의 제 3 변형예의 구체적인 단면도.13A and 13B are specific cross-sectional views of a third modification of the CF substrate and the TFT substrate of FIGS. 2A and 2B, respectively.
도 14a 및 도 14b 는 각각 도 2a 및 도 2b 의 CF 기판 및 TFT 기판의 제 4 변형예의 구체적인 단면도.14A and 14B are specific cross-sectional views of a fourth modification of the CF substrate and the TFT substrate of FIGS. 2A and 2B, respectively.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : LCD 장치 101, 105 : 편광막100:
102 : TFT 기판 103 : LC 층102
104 : 컬러-필터 기판 106, 116 : 유리기판 바디104:
107 : 절연막 108 : TFT107: insulating film 108: TFT
109 : 화소 전극 110 : 공통 전극109: pixel electrode 110: common electrode
111, 113 : 배향막 112 : LC 분자111, 113: alignment layer 112: LC molecule
114 : 컬러-필터 115 : 광차폐막114: color filter 115: light shielding film
117, 118, 119 : 지연막 120 : 편광층117, 118, 119: retardation film 120: polarizing layer
121, 124 : 보호층 123, 125 : 지연막121, 124:
본 발명은 액정 디스플레이 (LCD) 장치에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는, 균질배향된 액정 (LC) 층을 포함하고 향상된 시야각 특성을 가지는 LCD 장치에 관련된 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 LCD 장치에 이용하기 위한 편광막 쌍에 관련된 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to liquid crystal display (LCD) devices, and more particularly to LCD devices that include a homogeneously aligned liquid crystal (LC) layer and have improved viewing angle characteristics. The invention also relates to polarizing film pairs for use in such LCD devices.
평면내-스위칭-모드 (in-plane-switching-mode; IPS-mode) LCD 장치와 같은 측면 전기장 모드 LCD 장치가 공지되어 있으며, 여기서 화소 전극 및 공통 전극은 그 사이에서 LC 의 측면 전기장을 생성한다. IPS-모드 LCD 장치는 종래의 TN-모드 LCD 장치에 비해 더 넓은 시야각 특성의 이점을 가진다. 일반적으로, IPS-모드 LCD 장치는, 제 1 및 제 2 기판 및 그것들 사이에 샌드위치되는 LC 층을 포함하는 LC 셀, 및 LC 셀의 제 1 및 제 2 기판의 외측면에 각각 부착되는 제 1 및 제 2 편광막을 포함한다.Side field mode LCD devices are known, such as in-plane-switching-mode (IPS-mode) LCD devices, where the pixel electrode and the common electrode generate a side electric field of the LC therebetween. . IPS-mode LCD devices have the advantage of wider viewing angle characteristics compared to conventional TN-mode LCD devices. In general, an IPS-mode LCD device includes an LC cell comprising a first and a second substrate and an LC layer sandwiched therebetween, and a first and second attached to the outer side of the first and second substrates of the LC cell, respectively. And a second polarizing film.
제 1 및 제 2 기판은 측면 전기장에 의해 정의되는 LC 층의 LC 분자의 배향의 변화를 가시화하는 기능을 가진다. 편광막은 트리아세틸 셀룰로오스 (TAC) 막과 같은 투명 보호막을 편광층에 적층함으로써 구성된다. 편광층은 입사광을 서로 직교하는 2 개의 편광된 광 성분으로 분리하고, 편광된 광 성분중 편광층의 투과축에 평행한 진동면을 가지는 성분을 통과시키고, 편광된 광 성분중 편광층의 흡수축에 평행한 진동면을 가지는 다른 성분은 흡수하거나 산란시킨다.The first and second substrates have the function of visualizing a change in the orientation of the LC molecules of the LC layer defined by the lateral electric field. A polarizing film is comprised by laminating | stacking a transparent protective film like a triacetyl cellulose (TAC) film to a polarizing layer. The polarizing layer separates incident light into two polarized light components orthogonal to each other, passes a component having a vibrating plane parallel to the transmission axis of the polarizing layer among the polarized light components, and passes through the absorption axis of the polarizing layer among the polarized light components. Other components with parallel vibrating surfaces absorb or scatter.
LCD 장치에서, 일반적으로, 편광막 쌍 및 LC 층의 초기 배향은, 양 전극이 그 사이에 전기장을 생성하지 않는 경우 LCD 장치가 암상태를 나타내고 양 전극이 그 사이에 특정 전기장을 생성하는 경우 LCD 장치가 명상태를 나타내도록 설계된다. 명상태에서, LC 층의 LC 분자는 LC 분자의 초기 배향으로부터 λ/2 의 각도만큼 이격되어 배향된다.In LCD devices, in general, the initial orientation of the polarizing film pair and the LC layer indicates that the LCD device is in a dark state when both electrodes do not produce an electric field therebetween and the LCD when both electrodes generate a specific electric field therebetween. The device is designed to indicate bright state. In the bright state, the LC molecules of the LC layer are oriented at an angle of λ / 2 from the initial orientation of the LC molecules.
일반적으로, 투과 IPS-모드 LCD 장치와 같이 균질배향된 LC 층을 가지는 LCD 장치는, 두께방향에서 관측될 때 그 사이에 LC 셀을 샌드위치하는 편광막 쌍을 포함한다. 한 쌍의 편광막 모두는 편광막 모두의 투과축이 서로 직교하도록 배치된다. 이러한 편광막은 당업계에서 직교 편광자 (orthogonal polarizer) 로 칭해진다. 직교 편광자는 바람직하지 못한 시야각 의존성을 가져, 직교 편광자에 비스듬한 방향으로 입사되는 광은 편광막의 투과축의 방향을 변화시킨다.In general, LCD devices having a homogeneously aligned LC layer, such as a transmissive IPS-mode LCD device, include polarizing film pairs sandwiching the LC cells therebetween when viewed in the thickness direction. All of the pair of polarizing films are arranged such that the transmission axes of all the polarizing films are orthogonal to each other. Such polarizing films are referred to in the art as orthogonal polarizers. The orthogonal polarizer has an undesirable viewing angle dependency, so that light incident in an oblique direction on the orthogonal polarizer changes the direction of the transmission axis of the polarizing film.
따라서, 편광층의 투과축 모두가 직각으로 교차하도록 배치되는 직교 편광자는, LC 셀에 비스듬한 방향으로 입사되고 제 1 편광막을 통과하는 광이, 교차각의 직각으로부터의 편차에 의해, 제 2 편광막의 투과축에 평행한 바람직하지 못한 광 성분을 가질 수 있게 한다. 바람직하지 못한 광 성분은, LCD 장치의 암상태의 디스플레이시 제 2 편광막을 통해 통과하는 누설광을 유발한다.Therefore, the orthogonal polarizer disposed so that all of the transmission axes of the polarizing layers cross at right angles, the light incident on the LC cell in an oblique direction and passing through the first polarizing film is changed by the deviation from the right angle of the crossing angle. It is possible to have undesirable light components parallel to the transmission axis. Undesirable light components cause leakage light passing through the second polarizing film in the display of the dark state of the LCD device.
전술한 바와 같이, 직교 편광자의 시야각 의존성은 시야각, 즉, 휘도, 대비비 및 이미지의 컬러링이 LCD 장치의 스크린상에서 양호하게 감지되는 시각 범위의 감소를 유발한다. 이러한 관점에서, LCD 장치에서 더 넓은 시야각을 획득하기 위해, 직교 편광자의 시야각 의존성을 감소시켜 누설광을 방지하고 시야각 범위를 증대시킬 수 있는 광보상 편광막을 개발하는 것이 필수적이다. 예를 들어, 일본특허공개공보 2001-242462A 는 균질배향된 IPS-모드 LCD 장치에서 이용되는 기술을 개시하며, 여기서 광 보상막으로서 기능하는 2-축 지연막이 직교 편광자를 보상하여 비스듬하게 입사하는 광의 제 2 편광막의 투과축에 평행한 광성분이 투과축에 수직하게 변화되고, 비스듬하게-입사하는 광은 비스듬한 시야 방향에서 LC 셀에 입사하여 제 1 편광막을 통과한다.As mentioned above, the viewing angle dependency of the orthogonal polarizer causes a reduction in the viewing angle, i.e., the viewing range where the brightness, contrast ratio and coloring of the image is well perceived on the screen of the LCD device. In view of this, in order to obtain a wider viewing angle in the LCD device, it is essential to develop a light compensation polarizing film that can reduce the viewing angle dependency of the orthogonal polarizer to prevent leakage light and increase the viewing angle range. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-242462A discloses a technique used in a homogeneously oriented IPS-mode LCD device, wherein a two-axis retardation film serving as an optical compensation film compensates for orthogonal polarizers to obliquely enter light. The light component parallel to the transmission axis of the second polarizing film is changed perpendicular to the transmission axis, and the obliquely-incident light enters the LC cell in the oblique viewing direction and passes through the first polarizing film.
전술한 공보에 개시된 LCD 장치에서, LC 층과 유사한 파장 의존성을 가지는 광 보상막의 단순한 추가는, 직교 편광자를 전체 파장 범위에서 광학적으로 보상할 수 없고, 단지 특정 파장 범위에서만 유효하다. 이는 다른 파장 범위에서 누설광을 유발하며, 따라서 시야 방향의 방위각 (azimuth angle) 에 의존하는 이미지의 컬러링을 야기한다. 또한, 편광막의 투명 보호층은 투명 보호막의 두께에 의존하는 지연을 가지기 때문에, 광입사측 편광층에 의해 선형편광된 광으로 한번 변환된 비스듬하게 입사한 광은, 투명 보호층에 의해 타원편광된 광으로 다시 변환되고, 추가적으로 LC 층에 의해 편광이 변환되어, 방출된 광의 바람직하지 못한 누설광 및 컬러링을 증가시킨다.In the LCD device disclosed in the above publication, the simple addition of a light compensating film having a wavelength dependency similar to that of the LC layer, cannot optically compensate the orthogonal polarizer in the entire wavelength range, and is effective only in a specific wavelength range. This causes leaking light in other wavelength ranges, thus causing coloring of the image depending on the azimuth angle in the viewing direction. In addition, since the transparent protective layer of the polarizing film has a delay depending on the thickness of the transparent protective film, the obliquely incident light once converted into linearly polarized light by the light incident side polarizing layer is elliptically polarized by the transparent protective layer. It is converted back to light and additionally the polarization is converted by the LC layer, which increases undesirable leakage light and coloring of the emitted light.
종래 기술의 전술한 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은, 암상태의 디스플레이시 실질적으로 색도 변이 없이 비스듬한 시야 방향의 누설광을 감소시킬 수 있는 편광막 쌍 및 LCD 장치를 제공하는 것이다.In view of the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a polarizing film pair and an LCD device capable of reducing leakage light in an oblique viewing direction without substantially changing chromaticity when displaying in a dark state.
본 발명은 제 1 및 제 2 편광층을 각각 포함하는 제 1 및 제 2 편광막을 포함하는 편광막 쌍을 제공하며, 상기 제 1 편광막은 상기 제 1 편광층과 상기 제 2 편광막 사이에 배치되는 제 1 지연막과 결합되며, 상기 제 1 지연막은, 복굴절 특성, 0 내지 10 ㎚ 의 면내 지연, 및 0 내지 35 ㎚ 의 두께방향 지연을 가지고, 상기 제 2 편광막은 상기 제 2 편광층과 상기 제 1 편광막 사이에 배치되는 제 2 및 제 3 지연막과 결합되고, 상기 제 2 지연막은 복굴절 특성, 35 내지 245 ㎚ 의 면내지연, 제 1 굴절률 (n1) < 제 2 굴절률 (n2) 인 제 1 면내 광축의 제 1 굴절률 (n1) 및 제 2 면내 광축의 제 2 굴절률 (n2) 을 가지며, 상기 제 2 광축은 상기 제 2 편광층의 흡수축과 평행하거나 직교하고, 상기 제 3 지연막은 복굴절 특성, 0 내지 15 ㎚ 의 면내 지연, 50 내지 123 ㎚ 의 두께방향 지연, 양의 단일축 광학 특성, 및 상기 제 2 편광층에 직교하는 광축을 가진다.The present invention provides a polarizing film pair including a first polarizing film and a second polarizing film each including a first polarizing layer, and the first polarizing film is disposed between the first polarizing layer and the second polarizing film. Coupled with a first retardation film, the first retardation film has birefringence characteristics, an in-plane retardation of 0 to 10 nm, and a thickness retardation of 0 to 35 nm, and the second polarizing film includes the second polarizing layer and the first retardation film. A second retardation film, the second retardation film having a birefringence characteristic, an in-plane delay of 35 to 245 nm, a first refractive index n1 <a second refractive index n2 A first refractive index n1 of the in-plane optical axis and a second refractive index n2 of the second in-plane optical axis, wherein the second optical axis is parallel or orthogonal to the absorption axis of the second polarizing layer, and the third retardation film has a birefringence characteristic. , In-plane delay of 0 to 15 nm, thickness direction delay of 50 to 123 nm, amount It has a single-axis optical characteristics, and an optical axis perpendicular to the second polarizing layer.
또한, 본 발명은, 균질배향된 액정 (LC) 층; LC 층을 샌드위치하여 LC 셀을 형성하는 제 1 및 제 2 기판; 및 LC 셀을 그 사이에 샌드위치하고 제 1 및 제 2 편광층을 각각 포함하는 제 1 및 제 2 편광막을 포함하며, 제 1 편광막은 제 1 편광층의 표면상에서 제 2 편광막에 가깝게 제 1 편광막을 포함하고, 상기 제 1 편광막은 상기 제 1 편광층과 상기 제 2 편광층 사이에 배치되는 제 1 지연막에 결합되며, 상기 제 1 지연막은 복굴절 특성, 0 내지 10 ㎚ 의 면내 지연, 및 0 내지 35 ㎚ 의 두께방향 지연을 가지며, 상기 제 2 편광막은 상기 제 2 편광층과 상기 제 1 편광막 사이에 배치되는 제 2 및 제 3 지연막과 결합되며, 상기 제 2 지연막은 복굴절 특성, 35 내지 245 ㎚ 의 면내 지연, 제 1 굴절률 (n1) < 제 2 굴절률 (n2) 인 제 1 면내 광축의 제 1 굴절률 (n1) 및 제 2 면내 광축의 제 2 굴절률 (n2) 을 가지고, 상기 제 2 광축은 상기 제 2 편광층의 흡수축에 평행하거나 직교하고, 상기 제 3 지연막은 복굴절 특성, 0 내지 15 ㎚ 의 면내 지연, 50 내지 123 ㎚ 의 두께방향 지연, 양의 단일축 광학 특성, 및 상기 제 2 편광층에 직교하는 광축을 가진다.In addition, the present invention provides a homogeneous liquid crystal (LC) layer; First and second substrates sandwiching an LC layer to form an LC cell; And first and second polarizing films sandwiching an LC cell therebetween and including first and second polarizing layers, respectively, the first polarizing film being close to the second polarizing film on the surface of the first polarizing layer. A first retardation film, wherein the first polarization film is coupled to a first retardation film disposed between the first and second polarization layers, the first retardation film having a birefringence characteristic, an in-plane retardation of 0 to 10 nm, and zero And a thickness direction retardation of about 35 nm, wherein the second polarization film is combined with second and third retardation films disposed between the second polarization layer and the first polarization film, and the second retardation film has a birefringence characteristic, 35 A second refractive index n1 of the first in-plane optical axis and a second refractive index n2 of the second in-plane optical axis having an in-plane retardation of 1 to 245 nm, a first refractive index n1 <a second refractive index n2, and the second refractive index n2 of the second in-plane optical axis. The optical axis is parallel or perpendicular to the absorption axis of the second polarizing layer, The third retardation film has birefringence characteristics, in-plane retardation of 0 to 15 nm, thickness retardation of 50 to 123 nm, positive single axis optical properties, and an optical axis orthogonal to the second polarizing layer.
본 발명의 편광막 쌍 및 LCD 장치에 따르면, 제 1 내지 제 3 지연막의 특정 조합은 암상태의 디스플레이시 실질적으로 색도 변이를 유발하지 않고 비스듬한 시야 방향에서의 누설광의 감소를 제공한다.According to the polarizing film pair and the LCD device of the present invention, the specific combination of the first to the third retardation films provides a reduction in leakage light in an oblique viewing direction without substantially causing chromaticity variation in the display of the dark state.
보다 구체적으로 본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 제 1 지연막은 제 1 편광층을 통과하는 광의 편광 상태를 변화시키고, 제 2 및 제 3 지연막은 제 1 지연막 및 LC 층을 통과하는 광의 편광 상태를 변화시킨다. 이는 제 1 편광층의 위치에서 제 2 및 제 3 지연막을 통과하는 광의 더 낮은 산란을 제공하여, 실질적으로 색도 변이를 유발하지 않고 비스듬한 시야 방향에서의 누설광을 감소시킨다.More specifically, in a preferred embodiment of the present invention, the first retardation film changes the polarization state of light passing through the first polarization layer, and the second and third retardation films change the polarization state of light passing through the first retardation film and the LC layer. Change. This provides lower scattering of light passing through the second and third retardation films at the location of the first polarization layer, substantially reducing leakage light in an oblique viewing direction without causing chromaticity variation.
제 1 및 제 2 편광막 각각은, 편광막이 서로 LCD 셀의 반대 방향에 배치될 수도 있는 한, LCD 셀의 광입사측 또는 광출사측에 배치될 수도 있다.Each of the first and second polarizing films may be disposed on the light incidence side or the light exit side of the LCD cell as long as the polarization films may be arranged in opposite directions to each other.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특성 및 이점이 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로 부터 보다 명확해질 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명의 보다 나은 이해를 위해 바람직한 실시형태의 설명 이전에 본 발명의 원리를 먼저 설명한다. 여기서, 제 1 편광막은 LCD 셀의 광입사측에 배치되 고, 제 2 편광막은 LCD 셀의 광출사측에 배치되며, 제 2 편광막은 광입사측으로부터 광출사측을 향해 관측할 때 제 3 및 제 2 지연막을 이 순서로 가진다고 가정한다. 본 발명의 편광막 쌍 또는 LCD 장치의 경우에, 제 1 편광층의 보호층으로 기능할 수도 있는 제 1 지연막은 제 1 편광층의 표면상에 LCD 셀에 가깝게 배치된다.Prior to the description of the preferred embodiments for a better understanding of the invention, the principles of the invention are first described. Here, the first polarizing film is disposed on the light incidence side of the LCD cell, the second polarizing film is disposed on the light outgoing side of the LCD cell, and the second polarizing film is disposed on the light exit side from the light incidence side, Assume that the second retardation film is in this order. In the case of the polarizing film pair or LCD device of the present invention, the first retardation film, which may function as a protective layer of the first polarizing layer, is disposed close to the LCD cell on the surface of the first polarizing layer.
LCD 셀의 LC 층에 비스듬한 방향으로 입사되는 광이 타원편광된 광으로 변하는 것을 방지하기 위해, 제 1 지연막은 바람직하게는 17 ㎚ 미만의 더 낮은 두께방향 지연을 가진다. 이는 파장에 의존하는 LC 층에 의해 유발되는 광의 위상 변화를 억제하여, 입사광이 실질적으로 선형편광된 광의 상태로 LC 층을 통과할 수 있게 한다.In order to prevent the light incident in the oblique direction into the LC layer of the LCD cell from changing into elliptical polarized light, the first retardation film preferably has a lower thickness retardation of less than 17 nm. This suppresses the phase change of the light caused by the LC layer depending on the wavelength, allowing incident light to pass through the LC layer in a state of substantially linearly polarized light.
광출사측에 배치되고 양의 단일축 광학 특성 및 제 1 또는 편광층에 직교하는 광축을 가지는 제 3 지연막은, 한번 실질적으로 선형편광된 광을 타원편광된 광으로 변화시킨다. n1<n2 와 같은 면내 지연을 가지는 제 2 지연막은, 타원편광된 광을 선형편광된 광으로 재변화시킨다. LCD 셀을 통과하는 선형편광된 광의 편광된 축과 제 2 지연막을 통과하는 선형편광된 광의 편광된 축은 상이한 방향을 가진다. 제 2 및 제 3 지연막의 두께방향 지연을 각각 35 ㎚ 내지 245 ㎚ 사이의 범위 및 50 ㎚ 내지 123 ㎚ 사이의 범위로 설계함으로써, 편광막 쌍의 시야각 의존성이 보상될 수 있다.A third retardation film disposed on the light exit side and having a positive single axis optical characteristic and an optical axis orthogonal to the first or polarizing layer, converts the once substantially linearly polarized light into elliptical polarized light. The second retardation film having an in-plane retardation such as n1 < n2 re-changes the elliptically polarized light into linearly polarized light. The polarized axis of linearly polarized light passing through the LCD cell and the polarized axis of linearly polarized light passing through the second retardation film have different directions. By designing the thickness retardation of the second and third retardation films in a range between 35 nm and 245 nm and a range between 50 nm and 123 nm, respectively, the viewing angle dependency of the polarizing film pair can be compensated.
단일 방향을 향한 광학 보상에 단일 2-축 지연막이 이용되는 경우, 단일 지연막의 지연의 파장 의존성은 그 자체가 채도 변이로 나타날 것이다. 한편, 본 발명에서 이용되는 바와 같이, 2 개의 양의 단일축 지연막의 조합은 2 방향에서 광학 보상에 영향을 미치며, 파장 의존성은 광출사측에서 상쇄되어 색도 변이를 감소시킬 수 있다.If a single two-axis retardation film is used for optical compensation toward a single direction, the wavelength dependence of the retardation of the single retardation film will itself appear as a chromatic variation. On the other hand, as used in the present invention, the combination of two positive single-axis retardation films affects optical compensation in two directions, and the wavelength dependence can be canceled on the light exit side to reduce chromaticity variation.
따라서, 3 개의 지연막의 조합은 LC 층 및 편광층의 지연의 파장 의존성을 보상하며, 암상태의 디스플레이시 실질적으로 색도 변이를 유발하지 않고 비스듬한 시야 방향의 누설광을 감소시킨다. 제 1 편광막 및 제 2 편광막이 각각 광출사측 및 광입사측에 배치되는 경우, 유사한 결과가 획득될 수 있다.Therefore, the combination of the three retardation films compensates for the wavelength dependence of the delay of the LC layer and the polarizing layer, and reduces leakage light in an oblique viewing direction without substantially causing chromaticity shift in the display of the dark state. Similar results can be obtained when the first polarizing film and the second polarizing film are disposed on the light exit side and the light incident side, respectively.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하며, 도면을 통틀어 유사한 구성 소자는 유사한 인용 부호에 의해 지시된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which like components are designated by like reference numerals.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 IPS-모드 LCD 장치의 화소를 나타낸다. 일반적으로 부호 (100) 으로 지시되는 LCD 장치는, LCD 장치의 광입사측으로부터 광출사측을 향해 연속적으로 배치되는, 광입사측 편광막 (101), TFT (박막트랜지스터) 기판 (102), LC 층 (103), CF (컬러-필터) 기판 (104), 및 광출사측 편광막 (105) 을 포함한다. 제 1 배향막 (111) 은 TFT 기판 (103) 의 표면상에 LC 층 (103) 에 가깝게 형성되고, 제 2 배향막 (113) 은 CF 기판 (104) 의 표면상에 LC 층 (103) 에 가깝게 형성된다. TFT 기판 (102) 은 유리기판 바디 (106) 를 포함하고, 그 위에 절연막 (107), TFT (108), 화소전극 (107) 및 공통전극 (110) 이 형성된다.1 shows pixels of an IPS-mode LCD device according to a first embodiment of the present invention. The LCD device, generally indicated by the
TFT (108) 는 화소 전극 (109) 에 제공되는 전압을 제어한다. LCD 장치 (100) 에서, 화소 전극 (109) 및 공통 전극 (110) 은 TFT 기판 (102) 상에 형성되 어, LC 층 (103) 의 LC 분자 (112) 에 측면 전기장을 제공한다. 절연막 (107) 은 질화 규소를 포함할 수도 있다. CF 기판 (104) 은 유기 기판 바디 (116) 를 포함하고, 그 위에 컬러-필터 (114) 및 광차폐막 (115) 이 형성된다. 컬러-필터 (114) 들은 각각 적색, 녹색, 청색을 포함하는 3 가지 주요 컬러 중 한 컬러를 제공한다. 광차폐막 (115) 은 TFT (108), 데이터선 (미도시) 등을 광으로부터 차폐한다. LCD 장치가 단색 LCD 장치인 경우 컬러-필터 (114) 는 생략될 수도 있다.The
도 2a 및 2b 는 각각 CF 기판 (104) 및 TFT 기판 (102) 의 유리기판 바디의 외측의 세부를 나타낸다. CF 기판 (104) 의 유리기판 바디 (116) 는 그 위에 지연막 (nc; 117), 지연막 (na; 118), 및 편광층 (120) 및 보호층 (124) 을 포함하는 편광막 (105) 을 연속적으로 탑재한다. TFT 기판 (102) 의 유리기판 바디 (106) 는 그 위에 지연막 (ni; 119), 및 편광층 (120) 및 보호층 (121) 을 포함하는 편광막 (101) 을 연속적으로 탑재한다. 편광층 (120) 은 폴리비닐 알콜 (PVA) 로 구성되고, 보호층 (121 및 124) 은 TAC 로 구성된다.2A and 2B show details of the outer side of the glass substrate body of the
지연막 (제 1 지연막: ni; 119), 지연막 (제 2 지연막: na; 118) 및 지연막 (제 3 지연막: nc; 117) 은 각각 특정한 광학 특성을 가진다. 이러한 지연막들 (119, 118, 117) 은 광입사측으로부터 관측될 때 이 순서대로 부착되는 막 재료로 구성될 수도 있고, 또는, 유리기판 바디를 코팅하는 코팅 재료로 구성될 수도 있다.The retardation film (first retardation film: ni; 119), the retardation film (second retardation film: na; 118), and the retardation film (third retardation film: nc; 117) each have specific optical characteristics. These
일반적으로, 통상적인 편광막은 한 쌍의 보호 (TAC) 막 사이에 샌드위치되어 이용된다. 그러나, 본 실시형태에서는, 지연막 (ni; 119) 이 편광막 (101) 의 표면상에 유리기판 바디 (106) 에 가깝게 배치되고, 편광층 (120) 은 보호층 (121) 과 지연막 (ni; 119) 사이에 샌드위치되며, 지연막 (119) 은 제 1 편광막 (101) 의 편광층 (120) 을 위한 보호층의 기능을 가진다. 유사하게, 지연막 (nc; 117) 및 지연막 (na; 118) 은 편광막 (105) 의 표면상에 유리기판 바디 (116) 에 가깝게 배치되며, 지연막 (117 및 118) 은 제 2 편광막 (105) 의 편광층 (120) 을 위한 보호층의 기능을 가진다.Generally, conventional polarizing films are used sandwiched between a pair of protective (TAC) films. However, in this embodiment, the
보호층 (121, 124) 은 각각 편광막 (101, 105) 의 표면에 직교하는 광축을 가지는 음의 단일축 지연막의 기능을 가진다. 보호층 (121, 124) 은 각각 그 두께에 의존하는 지연을 가지지만, 편광층 (120) 의 외표면상의 설비 때문에 이미지에 영향을 미치지 않는다. 지연막 (119) 은 0 ㎚ 의 두께방향 지연, 즉, 두께방향에서 0 ㎚ 의 지연을 가지며, 지연막 (119) 은 편광된 광의 위상을 변화시키지 않는다. 따라서, 제 1 편광막 (101) 이 유리기판 바디 (106) 에 직접 부착되는 구성은, 도 2b 에 나타낸 지연막 (119) 이 0 ㎚ 의 두께방향 지연을 가지는 구성에 상응한다.The
도 2a 및 도 2b 에 나타낸 LCD 장치 (100) 에 이용되는 광학-보상 편광막 쌍은, 지연막 (117, 118, 119) 이, LCD 장치에서 암상태의 디스플레이시 LCD 장치의 관측자가 누설광을 거의 인식하지 못하는 레벨로 누설광이 감소되는 요구되는 결과를 달성하는 것을 만족시키는 상태를 획득하도록 시뮬레이션된다. 이러한 시뮬레이션 이전에, 백라이트 소스의 휘도를 최대 휘도에서 감소된 휘도로 변화시킴으 로써, 비스듬한 시야 방향에서 IPS-모드 LCD 장치의 디스플레이 품질에 거의 영향을 미치지 않는 백라이트 휘도의 레벨이 실험적으로 연구된다. 이 연구는, 암상태의 디스플레이시 백라이트 소스의 통상 최대 휘도 레벨의 절반은 비스듬한 시야 방향의 누설광이 LCD 장치의 디스플레이 품질에 거의 영향을 미치지 않을 수 있게 하고, 통상 최대 휘도의 1/4 은 누설광이 디스플레이 품질에 실질적으로 영향을 미치지 않을 수 있게 함을 밝혀냈다.The optically-compensated polarizing film pairs used in the
상기 연구 결과를 고려하여, 관측자가 누설광을 거의 인식하지 못하는 레벨은, 직교 편광자로부터 비스듬한 시야 방향에서 관측되는 누설광과 동일한, 기준 누설광의 절반에서 결정된다. 또한, 광학 보상의 이용시 색도의 열화를 유발하지 않는, 정면 시야와 비스듬한 시야 방향 사이에서 관측되는 색도 변이의 레벨이 기준 색도 변이로서 이용된다. 기준 누설광 및 기준 색도 변이는 지연막의 요구되는 지연 범위를 결정하는데 이용된다. 이 시뮬레이션에서 이용되는 비스듬한 시야 방향은, 편광막 쌍의 광축으로부터 방위각 45°, 기판 표면의 평면으로부터 편각 45°이다.In view of the above findings, the level at which the observer hardly recognizes the leakage light is determined at half of the reference leakage light, which is the same as the leakage light observed in the oblique viewing direction from the orthogonal polarizer. In addition, the level of chromaticity variation observed between the front and oblique viewing directions, which does not cause deterioration of chromaticity when using optical compensation, is used as the reference chromaticity variation. Reference leakage light and reference chromaticity variation are used to determine the required delay range of the retardation film. The oblique viewing direction used in this simulation is 45 degrees azimuth from the optical axis of the polarizing film pair and 45 degrees from the plane of the substrate surface.
도 3 은 지연막 (117, 118, 119) 의 굴절률 성분의 방향의 정의를 나타내며, 여기서 n1 및 n2 는 면내 굴절률 성분이고, nz 는 지연막의 두께방향 굴절률 성분이다. 예를 들어, 지연막의 면내 지연은:3 shows the definition of the direction of the refractive index components of the
(n1-n2)×d(n1-n2) × d
의 절대값으로 정의되며, 여기서 "d" 는 지연막의 나노미터 단위의 두께이다.Is defined as the absolute value of, where "d" is the thickness in nanometers of the retardation film.
두께방향 지연은:Thickness direction delay is:
[{(n1+n2)/2}-nz]×d[{(n1 + n2) / 2} -nz] × d
의 절대값으로 정의된다.It is defined as the absolute value of.
상기 시뮬레이션에서, 지연막 (117) 은 n1<n2 및 n2<nz 이며 (n1-n2)≒0 의 단일축 광학 특성을 가지고, 지연막 (119) 은 여기서 n1≥nz 및 n2≥nz 이며 (n1-n2)≒0 의 단일축 광학 특성을 가지고, 지연막 (118) 은 n1<n2 의 광학 특성을 가지는 것으로 가정하였다. 지연막 (118) 의 광축은 편광막 (120) 의 광축 (슬로우축: n2) 에 직교하고, 지연막 (117, 119) 의 광축은 편광층 (120) 에 직교하고, LC 층 (103) 의 초기 배향은 지연막 (118) 의 광축과 정렬되도록 축이 배열된다. LC 층의 초기 배향이 편광막 쌍의 광축에 평행인지 또는 직교하는지 여부는, 양 방향이 모두 LC 층의 위상 변화를 억제하기 때문에, 광학 보상 효과에 중대한 영향을 미치지 않는다.In the simulation, the
도 4 는 암상태의 디스플레이 동안, 지연막 (119) 의 두께방향 지연과 정규화된 투과율 사이에서 획득되는 시뮬레이션 결과를 나타내며, 여기서, 지연막 (119) 의 각 지연에 대해 획득되는 투과율은 광학 보상이 채택되지 않은 경우의 광학 투과율에 의해 정규화된다. 광학 보상을 채택하지 않은 경우, 지연막 (117, 119) 은 각각 80 ㎛ 두께의 TAC 층으로 대체되고, 지연막은 거기에 제공되지 않는다.4 shows simulation results obtained between the thickness direction retardation of the
도 4 에서, 투과율은, 지연막 (119) 의 0 에서부터 50 ㎚ 까지 변하는 두께방향 지연에 대한 시뮬레이션에서 계산되며, 여기서 정사각형 점으로 점찍힌 그래프 (i) 는 50 ㎚ 의 두께방향 지연을 가지는 지연막 (117) 과 결합된 경우를 나타 내고, 마름모 점으로 점찍힌 그래프 (ii) 는 80 ㎚ 의 두께방향 지연을 가지는 지연막과 결합된 경우를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 투과율은 직교 편광자에 대해 비스듬한 시야 방향의 경우에 대해 계산된다.In Fig. 4, the transmittance is calculated in the simulation of the thickness direction delay of the
도 4 에서 이해할 수 있는 바와 같이, 계산된 정규 투과율은, 지연막 (119) 의 채택된 두께방향 지연의 전체 범위에서 0.5 미만이며, 향상되고 더 넓은 시야각 특성을 나타낸다. 도 4 의 세부는, 암상태의 디스플레이시 더 높은 광학 보상 효과를 획득하고 더 낮은 투과율을 달성하기 위해, 지연막 (117) 은 50 ㎚ 이상의 두께방향 지연을 가져야 하고, 지연막 (119) 은 50 ㎚ 미만의 두께방향 지연을 가져야 하는 것을 나타낸다.As can be understood in FIG. 4, the calculated normal transmittance is less than 0.5 in the full range of the thickness retardation adopted of the
지연막 (119) 에 관해 나타낸 도 4 와 유사하게, 도 5 는 시뮬레이션에서 획득된, 암상태의 디스플레이시 지연막 (117) 의 두께방향 지연과 정규화된 투과율 사이의 관계를 나타낸다. 이 시뮬레이션에서, 지연막 (118) 은 130 ㎚ 의 면내 지연을 가지고, 지연막 (119) 은 0 ㎚ 의 두께방향 지연을 가졌다. 도 5 에서 이해할 수 있는 바와 같이, 50 ㎚ 내지 123 ㎚ 의 두께방향 지연을 가지는 지연막 (118) 의 경우에 대해, 정규화된 투과율은 1 미만이다.Similar to FIG. 4 shown with respect to the
도 6 은 시뮬레이션에서 획득된, 지연막 (118) 의 면내 방향 지연과 정규화된 투과율 사이의 관계를 나타낸다. 이 시뮬레이션에서, 지연막 (117) 및 지연막 (119) 의 두께방향 지연은 각각 80 ㎚ 및 0 ㎚ 로 고정된다. 도 6 에서 이해할 수 있는 바와 같이, 지연막 (118) 의 두께방향 지연의 35 ㎚ 내지 245 ㎚ 사이의 범위에 대해, 정규화된 투과율은 0.5 이하이다. 따라서, 암상태의 디스플 레이시 45°의 방위각 및 45°의 편각의 비스듬한 시야 방향의 누설광은, 관측자가 실질적으로 누설광을 인식할 수 없는 레벨로 감소된다.6 shows the relationship between the in-plane direction delay of the
도 7 은 시뮬레이션에서 획득되는, 지연막 (119) 의 두께방향 지연과 정규화된 색도 변이 사이의 관계를 나타낸다. 이 시뮬레이션에서, 지연막 (117) 이 50 ㎚ (그래프 (i)) 및 80 ㎚ (그래프 (ii)) 의 두께방향 지연을 가지는 경우, 지연막 (119) 의 두께방향 지연은 0 ㎚ 내지 50 ㎚ 사이에서 변하고, 지연막 (118) 의 면내 지연은 130 ㎚ 로 고정되어 있으며, 결과적인 색도가 정면 시야 및 비스듬한 시야에서 측정되어 색도 변이를 획득한다.7 shows the relationship between the thickness direction delay of the
도 7 에서 이해할 수 있는 바와 같이, 50 ㎚ 의 두께방향 지연을 가지는 지연막 (117) 의 경우, 지연막 (119) 의 두께방향 지연의 0 ㎚ 와 50 ㎚ 사이의 범위 전체에서 정규화된 색도 변이가 1 미만이고, 정면 시야와 비스듬한 시야 사이의 색도 변이의 열화가 없음을 나타낸다. 한편, 80 ㎚ 의 두께방향 지연을 가지는 지연막 (117) 의 경우, 지연막 (119) 의 두께방향 지연이 35 ㎚ 미만이면 정규화된 색도 변이는 1 미만으로 유지될 수 있고, 또한, 지연막 (119) 의 두께방향 지연이 17 ㎚ 미만이면 0.5 미만으로 유지될 수 있다.As can be understood from FIG. 7, in the case of the
도 8 은 지연막 (117, 117) 의 두께방향 지연의 조합과 정규화된 색도 변이 사이의 관계를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 색도 변이는 지연막 (117) 의 두께방향 지연에 의존하기 때문에, 휘도를 감소시키는데 효과적인, 지연막 (117) 의 50 ㎚ 내지 123 ㎚ 사이 범위의 두께방향 지연에 대해 다른 시뮬레이션이 수행되었다. 이 시뮬레이션에서, 1 의 정규화된 색도 변이를 달성하는, 지연막 (117 및 119) 의 두께방향 지연의 조합이 획득되었다.8 shows the relationship between the combination of thickness retardation of the
도 8 은 시뮬레이션의 결과를 나타낸다. 동일한 도면에서, 0.5 의 정규화된 투과율 및 1 미만의 색도 변이를 달성하는 범위의 지연이 선택되고, 두꺼운 사각형 형태로 둘러싸여 도시되었다. 이 범위는 지연막 (119) 의 0 ㎚ 내지 35 ㎚ 사이의 두께방향 지연 및 지연막 (117) 의 50 ㎚ 내지 123 ㎚ 사이의 두께방향 지연으로 정의된다. 또한, 0.5 미만의 투과율 및 0.5 미만의 색도 변이를 달성하는 다른 범위의 지연이, 보다 바람직한 범위로서 도 8 에서 선택되었다. 그 다른 범위는, 지연막 (117) 의 두께방향 지연 (nc1) 및 지연막 (119) 의 두께방향 지연 (ni1) 을 이용하여 다음의 관계에 의해 정의되며:8 shows the results of the simulation. In the same figure, a delay in the range of achieving a normalized transmittance of 0.5 and a chromaticity variation of less than 1 was selected and shown surrounded by a thick square shape. This range is defined as a thickness direction delay between 0 nm and 35 nm of the
57.0-0.23×ni1+0.11×ni12≤nc1≤120.0-0.42×ni1-0.08×ni12 57.0-0.23 × ni1 + 0.11 × ni1 2 ≤nc1≤120.0-0.42 × ni1-0.08 × ni1 2
여기서, ni1 은 0 내지 17 ㎚ 의 범위이다.Here, ni1 is in the range of 0 to 17 nm.
본 실시형태에서, 지연막 (117 및 119) 의 두께방향 지연의 조합은 두꺼운 사각형 형상에 의해 정의되는 범위내에서 선택되고, 또한, 지연막 (118) 의 지연은 도 6 에서 0.5 의 정규화된 투과율을 달성하는 범위내에서 선택된다. 이는 암상태의 디스플레이시, 정면 시야 및 비스듬한 시야 사이의 색도 변이를 실질적으로 열화시키지 않고, 관측자가 누설광을 거의 인식하지 못하는 레벨까지 누설광의 감소를 제공한다. 이 결과는, 지연막 (117, 118, 119) 의 지연에 대한 상기 범위내에서의 조합이, 지연막 (117, 118) 이 LC 층 (103) 및 CF 기판 (104) 에 의해 유발되는 광 산란을 억제할 수 있게 하여, 그 결과, LCD 장치의 광출사측에 배치되는 제 2 편광막 (105) 을 구성하는 편광층 (120) 의 위치에서, 더 낮은 산란 조건이 획득되기 때문인 것으로 고려된다.In the present embodiment, the combination of the thickness retardation of the
본 실시형태에서, 지연막 (ni; 119) 은, 광입사측 제 1 편광막 (101) 의 표면상에서 LC 층 (103) 에 가깝게 배치되어 편광층 (120) 에 대한 보호층으로서 이용되며, LC 층 (103) 에 비스듬한 방향으로 입사하는 광이 보호층에 의해 타원편광된 광으로 변환되는 것을 억제하기 위해, 지연막 (119) 은 바람직하게는 17 ㎚ 이하의 더 작은 두께방향 지연을 가진다. 이는, 종래 LCD 장치의 LC 층 (103) 에서 직면했던, 파장에 의존하는 광의 위상 변화를 억제하여, 광을 거의 선형편광된 광으로서 투과시킨다. 한편, LCD 장치의 광출사측에서, 양의 단일축 광학 특성 및 편광층 (120) 의 표면에 직교하는 광축을 가지는 지연막 (nc; 117) 은, LC 층 (103) 을 통과하는 선형편광된 광을 타원편광된 광으로 한번 변화시키고, 그 후, 그 광축의 면내 굴절률 n1 및 n2 가 n1<n2 의 관계를 가지는 광학 특성을 가지는 지연막 (118) 이, 지연막 (nc; 117) 으로부터 타원편광된 광을 선형편광된 광으로 다시 재변화시킨다.In this embodiment, the
LC 층 (103) 을 통과하는 편광된 광의 편광된 축의 방향은, 지연막 (118) 을 통과하는 편광된 광의 편광된 축의 방향과 상이하다. 35 내지 245 ㎚ 의 범위에서 설계되는 지연막 (na; 118) 의 면내 지연 및 50 내지 123 ㎚ 의 범위에서 설계되는 지연막 (117) 의 두께방향 지연은, 직교 편광자의 시야각 의존성을 상쇄시키며, 여기서 비스듬한 입사광에 대해 교차각은 직각으로부터 일탈된다. 즉, 그렇게 설계된 지연막 (117 및 118) 은 비스듬한 입사광의 편광된 축을 광출사측 제 2 편광막 (105) 의 흡수축을 향해 변화시킨다.The direction of the polarized axis of polarized light passing through the
단일 방향을 향한 광학 보상, 즉, 선형 보상에 하나의 2-축 지연막이 이용되는 경우, 단일 지연막의 복굴절의 파장 의존성은, 그 자체가 채도 변이로 나타난다. 한편, 본 실시형태에서, 2 개의 양의 단일축 지연막의 조합은, 입사광을 2 방향을 향해 광학 보상한다. 이는 더 높은 파장 의존성을 가지는 더 짧은 파장의 광 성분이 더 많은 양의 광학 경로를 우회할 수 있게 하여, 광출사측에서의 파장 의존성을 상쇄시키고 색도 분산을 감소시킨다.When one two-axis retardation film is used for unidirectional optical compensation, that is, linear compensation, the wavelength dependence of the birefringence of the single retardation film itself appears as a chromatic variation. On the other hand, in this embodiment, the combination of two positive single-axis retardation films optically compensates the incident light toward the two directions. This allows shorter wavelength light components with higher wavelength dependence to bypass larger amounts of optical paths, canceling wavelength dependence at the light exit side and reducing chromatic dispersion.
따라서, 지연막 (117, 118) 을 포함하는 LC 층 (103) 및 광학 보상막의 복굴절의 파장 의존성이 억제될 수 있어, 암상태의 디스플레이시 비스듬한 시야 방향의 누설광을 억제하고, 색도 변이를 유발하지 않고 더 넓은 파장 범위의 광학 보상을 제공할 수 있다. 본 실시형태는 시야각 특성을 향상시켜, LCD 장치의 디스플레이 품질을 향상시킨다.Therefore, the wavelength dependence of the birefringence of the
일부 LCD 장치에서, 이미지의 시인성을 향상시키기 위해 편광막의 표면에 연무 (haze) 처리가 수행된다. 그러한 LCD 장치에서, 암상태의 디스플레이시 비스듬한 방향에서 더 많은 누설광이 유발되는 경우, 비스듬한 방향에서 방출되는 광은 편광막의 연무 처리 때문에 정면 시야 방향을 향해 방출될 수도 있어, 정면 시야에서 대비비를 열화시킬 수도 있다. 본 실시형태에서, 지연막 (117, 118, 119) 을 이용한 광학 보상은, 암상태의 디스플레이시 비스듬한 방향의 누설광을 감소시켜, 표면 처리에 의해 유발되는 정면 누설광을 억제한다. 따라서, 본 실시형태는 암상태의 디스플레이시 정면 휘도를 감소시켜, 정면 시야의 대비비를 향상 시키고 더 높은 해상도의 이미지를 제공한다.In some LCD devices, haze treatment is performed on the surface of the polarizing film to improve the visibility of the image. In such LCD devices, when more leakage light is caused in an oblique direction in the display of a dark state, the light emitted in the oblique direction may be emitted toward the front field of view due to the haze treatment of the polarizing film, thereby reducing the contrast ratio in the front field of view. It may deteriorate. In this embodiment, the optical compensation using the
도 9a 및 9b 는, 도 2 와 유사하게, 본 발명의 제 2 실시형태에 따라, 각각 LCD 장치의 CF 기판 및 TFT 기판의 유리기판 바디의 외측의 세부를 나타낸다. 본 실시형태의 LCD 장치는 지연막의 배열을 제외하고는 도 1 에 나타낸 제 1 실시형태의 LCD 장치와 유사하다. 보다 구체적으로, 본 실시형태에서는, 유리기판 바디 (116) 상에 지연막 (118 및 117) 이 연속적으로 형성된다. 지연막 (117) 은 광출사측 제 2 편광막 (105) 의 편광층 (120) 을 보호하는 기능을 가진다.9A and 9B show details of the outside of the glass substrate body of the CF substrate and the TFT substrate of the LCD device, respectively, according to the second embodiment of the present invention, similar to FIG. The LCD device of this embodiment is similar to the LCD device of the first embodiment shown in FIG. 1 except for the arrangement of the delay film. More specifically, in this embodiment, the
암상태의 디스플레이시 관측자가 누설광을 거의 인식하지 못하는 레벨로 누설광의 감소를 달성하는 지연막 (117, 118, 119) 의 광학 특성의 조건을 연구하기 위해 시뮬레이션이 수행되었다. 시뮬레이션의 조건은 제 1 실시형태에서 수행된 시뮬레이션의 조건과 유사하다. 본 실시형태의 시뮬레이션에서, 지연막 (118) 은 편광층 (120) 의 광축에 직교하는 광축을 가졌다.Simulations were performed to study the conditions of the optical properties of the
시뮬레이션 결과는 도 4 내지 도 8 에 나타낸 결과와 유사하다. 따라서, 지연막 (117) 이 n1<nz 이고 n2<nz 인 단일축 광학 특성을 가지고 지연막 (118) 은 n1<n2 인 광학 특성을 가지는 결과에 지연막 (117 및 118) 의 배열 순서가 영향을 미치지 않는다. 제 1 실시형태에 관하여 전술한 범위를 가지는 지연막 (117, 118, 119) 의 지연의 조합은 본 실시형태에서도 또한 유효하다.Simulation results are similar to the results shown in FIGS. 4 to 8. Therefore, the arrangement order of the
도 10a 및 도 10b 는 각각 도 2 와 유사하게, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 LCD 장치에서, CF 기판 및 TFT 기판의 유리기판 바디의 외측의 세부를 나타낸다. 본 실시형태의 LCD 장치는, 본 실시형태의 2 개의 지연막 (123 및 125) 이 제 2 실시형태의 지연막 (117) 을 구성하는 것을 제외하고는 제 2 실시형태의 LCD 장치와 유사하다.10A and 10B show details of the outer side of the glass substrate body of the CF substrate and the TFT substrate, respectively, in the LCD device according to the third embodiment of the present invention, similarly to FIG. The LCD device of this embodiment is similar to the LCD device of the second embodiment except that the two
지연막 (123, 125) 은 각각, 편광막 (105) 의 편광면에 직교하는 광축을 가지는 단일축 지연막으로 구성된다. 지연막 (123, 125) 중 하나는, 일반적으로 보호층을 구성하는데 이용되는 TAC 로 구성되고, 지연막 (123, 125) 중 다른 하나는 TAC 에 의해 제공되는 지연의 초과 또는 부족을 보상하는 재료로 구성되어, 지연막 (123, 125) 의 조합은 지연막 (117) 의 그것과 유사한 두께방향 지연과 같은 광학 특성을 가진다.The
상기 실시형태에서, 제 1 편광막 (101) 및 지연막 (119) 은 LCD 장치 (100) 의 광입사측에 배치되고, 제 2 편광막 (105) 및 지연막 (117, 118) 은 광출사측에 배치된다. 그러나, 제 1 편광막 (101) 및 지연막 (119) 이 광출사측에 배치되고, 제 2 편광막 (105) 및 지연막 (117, 118) 이 광입사측에 배치될 수도 있다. 또한, 입사광의 방향은 도 1 과 반대일 수도 있고, 본 발명의 이점을 달성하기 위해 제 2 편광막 (105) 에 입사될 수도 있다. 지연막 (117, 118, 119) 은 편광층에 부착될 필요는 없고, 다른 막 또는 유리기판이 편광된 광의 편광 상태를 변화시키지 않는한 다른 막 또는 유리기판 바디가 지연막과 편광층 사이에 배치될 수도 있다.In the above embodiment, the first
도 11a 및 도 11b 는 각각 도 2a 및 도 2b 에 나타낸 도면의 제 1 변형예에 따른 CF 기판 및 TFT 기판의 단면도이다. 제 1 변형예에서, TFT 기판 (101) 은 제 1 실시형태의 TFT 기판 (102) 과 유사하고, CF 기판 (104) 은 유리기판 바디 (116) 과 제 2 편광막 (105) 사이에서 보호층 기능을 가지는 제 4 지연막 (n1; 119) 만을 포함한다. 제 2 및 제 3 지연막 (na, nc; 118, 117) 은 CF 기판 (104) 의 유리기판 바디 (116) 와 제 1 편광막 (101) 사이에 배치된다.11A and 11B are cross-sectional views of the CF substrate and the TFT substrate according to the first modification of the drawings shown in FIGS. 2A and 2B, respectively. In the first modification, the
도 12a 및 도 12b 는 각각 도 2a 및 도 2b 에 나타낸 도면의 제 2 변형예에 따른 CF 기판 및 TFT 기판의 단면도이다. 제 2 변형예에서, TFT 기판 (102) 은 제 1 실시형태의 TFT 기판 (102) 과 유사하고, 제 2 편광막 (105) 은 편광층 (120) 과 유리기판 바디 (116) 사이에 제 2 지연막 (na; 118) 을 포함한다. 제 3 지연막 (nc; 117) 은 CF 기판 (104) 의 유리기판 바디 (116) 와 제 1 편광막 (101) 사이에 배치된다.12A and 12B are cross-sectional views of the CF substrate and the TFT substrate according to the second modification of the drawings shown in FIGS. 2A and 2B, respectively. In the second modification, the
도 13a 및 도 13b 는 각각 도 2a 및 도 2b 에 나타낸 것들의 제 3 변형예에 따른 CF 기판 및 TFT 기판의 단면도이다. 제 3 변형예에서, TFT 기판 (102) 은 제 1 실시형태의 TFT 기판 (102) 과 유사하고, CF 기판 (104) 은 편광막 (120) 과 유리기판 바디 (116) 사이에 제 2 지연막 (na; 118) 만을 포함한다. 제 3 지연막 (nc; 117) 은 CF 기판 (104) 의 유리기판 바디 (116) 와 제 1 편광막 (101) 사이에 배치된다.13A and 13B are cross-sectional views of a CF substrate and a TFT substrate according to a third modification of those shown in FIGS. 2A and 2B, respectively. In the third modification, the
도 14a 및 도 14b 는 각각 도 2a 및 도 2b 에 나타낸 것들의 제 3 변형예에 따른 CF 기판 및 TFT 기판의 단면도이다. 제 4 실시형태에서, TFT 기판은 제 1 실시형태의 TFT 기판 (102) 과 유사하고, CF 기판 (104) 은 편광막 (120) 을 보호하기 위해 편광막 (120) 과 유리기판 바디 (116) 사이에 제 3 지연막 (nc; 117) 의 일부를 포함한다. 제 2 지연막 (na; 118) 및 제 3 지연막 (nc; 117) 의 나머지 부분은 CF 기판 (104) 의 유리기판 바디 (116) 와 제 1 편광막 (101) 사이에 배치된다.14A and 14B are cross-sectional views of a CF substrate and a TFT substrate according to a third modification of those shown in FIGS. 2A and 2B, respectively. In the fourth embodiment, the TFT substrate is similar to the
전술한 실시형태들은 단지 예시를 위한 것이므로, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 당업자에 의해 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 또는 수정이 용이하게 만들어질 수 있다.Since the above-described embodiments are merely exemplary, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be easily made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해, 암상태의 디스플레이시 실질적으로 색도 변이 없이 비스듬한 시야 방향의 누설광을 감소시킬 수 있는 편광막 쌍 및 LCD 장치가 제공된다.As described above, the present invention provides a polarizing film pair and an LCD device capable of reducing leakage light in an oblique viewing direction without substantially changing chromaticity when displaying in a dark state.
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