KR101195852B1 - Optical filter for display device and display device having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이 장치용 광학필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시야각 증가에 따른 색편차를 최소화함과 아울러 반사율을 줄여 시인성을 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치용 광학필터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치용 광학필터에 관한 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1편광필름, 제1위상차필름, 제2후막층, 박막층 및 제1후막층을 순차적으로 구비하고, 상기 박막층은 두께가 780nm 이하이고, 상기 제1후막층 및 제2후막층은 상기 박막층보다 큰 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학필터를 제공한다. 바람직하게는, 상기 제1위상차필름은 1/4λ 위상차필름이다. 바람직하게는, 상기 박막층의 굴절률은 상기 제1후막층 및 제2후막층의 굴절률보다 크다. 바람직하게는, 상기 제1후막층 및 제2후막층은 두께가 780nm보다 크고 5mm 이하이다. The present invention relates to an optical filter for a display device, and more particularly, an optical filter for a display device and a display device optical filter including the same, which can improve visibility by minimizing color deviation due to an increased viewing angle and reducing reflectance. It is about. In order to achieve the above object, the present invention comprises a first polarizing film, a first retardation film, a second thick film layer, a thin film layer and a first thick film layer sequentially, the thin film layer has a thickness of 780nm or less, the first The thick film layer and the second thick film layer is provided with an optical filter for a display device, characterized in that having a larger thickness than the thin film layer. Preferably, the first retardation film is a 1 / 4λ retardation film. Preferably, the refractive index of the thin film layer is larger than that of the first thick film layer and the second thick film layer. Preferably, the first thick film layer and the second thick film layer have a thickness of greater than 780 nm and 5 mm or less.
바람직하게는, 파장(λ)이 380nm 이상 500nm 이하인 빛에 대하여 하기 수학식에 따른 투과율(T)의 평균값이, 파장이 500nm 보다 크고 780nm 이하인 빛에 대하여 하기 수학식에 따른 투과율(T)의 평균값보다 크도록, 상기 박막층의 두께(l), 상기 박막층의 굴절률(n) 및 상기 박막층과의 계면에서의 반사율(R)을 조절한다.Preferably, the average value of the transmittance T according to the following formula for light having a wavelength λ of 380 nm or more and 500 nm or less is equal to the average value of the transmittance T according to the following formula for light having a wavelength greater than 500 nm and less than or equal to 780 nm. To be larger, the thickness l of the thin film layer, the refractive index n of the thin film layer, and the reflectance R at the interface with the thin film layer are adjusted.
T=(1-R)2/(1+R2-2Rcosδ), δ=(2π/λ)2nlcosθ, 0°< θ ≤ 80° T = (1-R) 2 / (1 + R 2 -2Rcosδ), δ = (2π / λ) 2n l cosθ, 0 ° <θ ≤ 80 °
또한, 본 발명은 상기 디스플레이 장치용 광학필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다. The present invention also provides a display device comprising the optical filter for the display device.
Description
본 발명은 디스플레이 장치용 광학필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시야각 증가에 따른 색편차를 최소화함과 아울러 반사율을 줄여 시인성을 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치용 광학필터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치용 광학필터에 관한 것이다.The present invention relates to an optical filter for a display device, and more particularly, an optical filter for a display device and a display device optical filter including the same, which can improve visibility by minimizing color deviation due to an increased viewing angle and reducing reflectance. It is about.
현대 사회가 고도로 정보화 되어감에 따라서 이미지 디스플레이(image display) 관련 부품 및 기기가 현저하게 진보하고 보급되고 있다. 그 중에서, 화상을 표시하는 디스플레이 장치는 텔레비전 장치용, 퍼스널 컴퓨터의 모니터장치용 등으로서 현저하게 보급되고 있으며, 대형화와 박형화가 진행되고 있다. As the modern society is highly informationized, image display-related components and devices have been remarkably advanced and widespread. Among them, display apparatuses for displaying images are widely used for television apparatuses, monitor apparatuses of personal computers, and the like, and are being enlarged and thinned.
일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치의 하나로써, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다. In general, a liquid crystal display is a flat panel display that displays an image using liquid crystal, and is thinner and lighter than other display devices, and has a low driving voltage and low power consumption. It is widely used throughout the industry.
도 1은 LCD의 기본 구조와 구동 원리를 개념적으로 도시한 개념도이다. 종 래의 VA 모드 LCD를 예로 들면, 두 개의 편광필름(110, 120)의 광축이 서로 수직이 되도록 부착되어 있다. 투명 전극(140)이 코팅된 두 개의 투명 기판(130) 사이에 복굴절 특성을 보이는 액정분자(150)가 삽입, 배열된다. 구동 전원부(180)에 의해 전기장이 인가되면, 액정분자가 전기장에 수직으로 움직여 배열된다. 1 is a conceptual diagram conceptually showing the basic structure and driving principle of an LCD. Taking a conventional VA mode LCD as an example, the optical axes of the two polarizing
백라이트 유닛으로부터 나오는 빛은 제1 편광필름(120)을 통과한 후 선편광이 되고, 도 1의 좌측에 도시된 바와 같이 off 상태인 경우 액정은 기판에 대해 수직 배향되어 있으므로, 선편광된 빛은 그 상태가 그대로 유지되어 제1 편광필름(120)과 수직인 제2 편광필름(110)을 통과하지 못하게 된다. The light emitted from the backlight unit becomes linearly polarized light after passing through the first polarizing
한편 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 on 상태인 경우 액정은 전기장에 의해 기판과 평행한 방향으로 두 직교 편광필름(110, 120)의 광축 사이에 수평 배향되어 있어서 제1 편광필름을 통해 선편광된 빛은 액정분자를 통하면서 제2 편광필름에 도달하기 직전에 편광 상태가 90도 회전된 선편광, 원편광 또는 타원편광 상태로 변화하여 제2 편광필름을 통과하게 된다. 전기장의 세기를 조절하면 액정의 배열 상태가 수직 배향에서 점차 수평 방향으로 배향 각도가 변화하며 이때 나오는 빛의 세기를 조절할 수 있다.Meanwhile, in the on state as shown on the right side of FIG. 1, the liquid crystal is horizontally oriented between the optical axes of the two orthogonal polarizing
도 2는 시야각에 따른 액정의 배향 상태와 광투과도를 보여주는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating alignment states and light transmittances of liquid crystals according to viewing angles.
화소(220) 내에 액정분자가 일정한 방향으로 배열되어 있는 경우, 시야각에 따라 배열 상태가 다르게 보이게 된다. When the liquid crystal molecules are arranged in a predetermined direction in the
정면에서 우측 방향(210)에서 볼 때, 액정분자의 배열 상태는 거의 수평 배향(212)으로 보이게 되며, 화면이 상대적으로 밝게 보이게 된다. 화면의 정면에서 볼 때(230), 액정분자의 배열 상태(232) 화소(220) 내의 액정분자의 배열과 동일하게 보인다. 정면에서 좌측 방향(250)에서 볼 때, 액정분자의 배열 상태는 수직 배향(252)으로 보이게 되며, 화면이 상대적으로 어둡게 보이게 된다. When viewed from the front side in the
따라서, LCD는 시야각 변화에 따른 빛의 세기와 색의 변화가 발생하며 자발광 디스플레이에 비해 시야각이 크게 제한된다. 따라서, 시야각 개선을 위한 많은 연구가 진행되어 왔다.Therefore, the LCD generates light intensity and color change according to the change in the viewing angle, and the viewing angle is greatly limited compared to the self-luminous display. Therefore, much research has been conducted for improving the viewing angle.
도 3은 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 일 예를 보여주는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating an example of the related art for improving the contrast ratio change and the color change according to a change in viewing angle.
도 3을 참조하면, 화소를 두 개의 부분 화소, 즉 제1 화소부(320)과 제2 화소부(340)로 분할하여 각 화소부의 액정 배열 상태가 서로 대칭이 되도록 한다. 시청자가 보는 방향에 따라 제1 화소부(320)에서의 액정의 배열 상태와 제2 화소부(340)에서의 액정의 배열 상태가 동시에 보이게 되며, 시청자에게 보이는 빛의 세기는 각각의 화소부의 빛의 세기의 합이 된다. Referring to FIG. 3, the pixel is divided into two partial pixels, that is, the
즉, 정면에서 우측 방향(310)에서 볼 때, 제1 화소부(320)의 액정은 수평 배향(312)으로 보이고 제2 화소부(340)의 액정은 수직 배향(314)으로 보이게 되며, 제1 화소부(320)에 의해 화면이 밝게 보일 수 있게 된다. 마찬가지로, 정면에서 좌측 방향(350)에서 볼 때, 제1 화소부(320)의 액정은 수직 배향(352)으로 보이고 제2 화소부(340)의 액정은 수평 배향(354)으로 보이게 되며, 제2 화소부(340)에 의해 화면이 밝게 보일 수 있게 된다. 정면에서 볼 때(330)는 각 화소부의 배열 상태와 동일하게 보이게 된다. 이에 따라 시청자가 볼 때 화면의 밝기는 시야각이 변함 에 따라 동일 또는 유사해지며 화면에 대한 수직 방향을 중심으로 대칭이 된다. 따라서, 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화 정도가 개선될 수 있게 된다.That is, when viewed from the front side in the
도 4는 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 다른 일 예를 보여주는 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating another example of the related art for improving the change in contrast ratio and color change according to a change in viewing angle.
도 4를 참조하면, 복굴절 특성을 가지고 있으며 그 특성이 LCD 패널에서 화소(440) 내의 액정분자와 동일하며, 액정분자의 배열 상태와 대칭이 되는 광학필름(420)이 추가된다. 시청자가 보는 방향에 따라 화소(440) 내의 액정의 배열 상태와 광학필름(420)의 복굴절 특성으로 인해, 시청자에게 보이는 빛의 세기는 각각에 의한 빛의 세기의 합이 된다. Referring to FIG. 4, an
즉, 정면에서 우측 방향(410)에서 볼 때, 화소(440) 내의 액정은 수평 배향(414)으로 보이고 광학필름(420)에 의한 가상 액정은 수직 배향(412)으로 보이게 되며, 빛의 세기는 각각의 합이 된다. 마찬가지로, 정면에서 좌측 방향(450)에서 볼 때, 화소(440) 내의 액정은 수직 배향(454)으로 보이고 광학필름(420)에 의한 가상 액정은 수평 배향(452)으로 보이게 되며, 빛의 세기는 각각의 합이 된다. 정면에서 볼 때(430)는 화소(440) 내의 액정분자의 배열 상태와 광학필름(420)의 복굴절된 배열 상태가 각각 동일하게 보이게 된다(432, 434). That is, when viewed from the front to the
이에 따라 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화 현상이 개선되었으나, 여전히 시야각에 따른 휘도 및 색변화는 해결해야 할 문제로 남아있다.As a result, the change in contrast ratio and color change due to the change of viewing angle is improved, but the luminance and color change according to the viewing angle remain a problem to be solved.
도 5는 상기 도 3 및 도 4의 방법을 동시에 적용한 종래 기술에 따른 LCD의 시야각 증가에 따른 최대 계조 수준(full grey scale level)의 백색광을 발광시켜 스펙트럼 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating a result of measuring a spectral change by emitting white light at a full gray scale level according to an increase in a viewing angle of an LCD according to the prior art to which the methods of FIGS. 3 and 4 are simultaneously applied.
도 5에서 보이는 바와 같이, 시야각이 증가함에 따라 스펙트럼의 세기가 점차 감소한다. 각 파장 영역 별로 그 감소 정도를 정확히 살펴보기 위해 각 스펙트럼의 최대값으로 나누어 정규화(normalization) 시키면 도 6과 같다. As shown in FIG. 5, the intensity of the spectrum gradually decreases as the viewing angle increases. In order to accurately investigate the degree of reduction for each wavelength region, normalization is performed by dividing the maximum value of each spectrum as shown in FIG. 6.
도 6에서 보이는 바와 같이, 시야각 증가에 따라 다른 파장 영역은 동일하지만 400 내지 500nm의 청색 영역에서 정규화된 스펙트럼의 세기가 감소함을 알 수 있다. 이는 다른 파장 영역에 비해 400 내지 500nm의 청색 영역의 빛이 시야각 증가에 따라 스펙트럼의 세기가 더 많이 감소함을 보여주는 것이다. 따라서 시야각이 증가함에 따라 백색 상태가 청색의 보색인 노란색을 띄게 되며, 이러한 색변화로 인해 화질이 떨어지게 된다. As shown in FIG. 6, it can be seen that as the viewing angle increases, the intensity of the normalized spectrum decreases in the blue region of 400 to 500 nm while the other wavelength region is the same. This shows that the light in the blue region of 400 to 500 nm decreases in intensity of the spectrum as the viewing angle increases compared to other wavelength regions. Therefore, as the viewing angle increases, the white state becomes yellow, which is a complementary color of blue, and the image quality is degraded due to this color change.
본 발명의 목적은 시야각 증가에 따라 파장 영역별 투과율을 선택적으로 증가 또는 감소시켜 색변화를 줄임으로써 디스플레이 화질을 개선할 수 있는 디스플레이 장치용 광학필터를 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide an optical filter for a display device that can improve the display image quality by reducing the color change by selectively increasing or decreasing the transmittance for each wavelength region as the viewing angle increases.
이와 함께, 반사율을 줄여 시인성을 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치용 광학필터를 제공하는데 목적이 있다. In addition, it is an object to provide an optical filter for a display device that can improve the visibility by reducing the reflectance.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1편광필름, 제1위상차필름, 제2후막층, 박막층 및 제1후막층을 순차적으로 구비하고, 상기 박막층은 두께가 780nm 이하이고, 상기 제1후막층 및 제2후막층은 상기 박막층보다 큰 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학필터를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises a first polarizing film, a first retardation film, a second thick film layer, a thin film layer and a first thick film layer sequentially, the thin film layer has a thickness of 780nm or less, the first The thick film layer and the second thick film layer is provided with an optical filter for a display device, characterized in that having a larger thickness than the thin film layer.
바람직하게는, 상기 제1위상차필름은 1/4λ 위상차필름이다. Preferably, the first retardation film is a 1 / 4λ retardation film.
바람직하게는, 상기 박막층의 굴절률은 상기 제1후막층 및 제2후막층의 굴절률보다 크다. Preferably, the refractive index of the thin film layer is larger than that of the first thick film layer and the second thick film layer.
바람직하게는, 상기 제1후막층 및 제2후막층은 두께가 780nm보다 크고 5mm 이하이다. Preferably, the first thick film layer and the second thick film layer have a thickness of greater than 780 nm and 5 mm or less.
바람직하게는, 파장(λ)이 380nm 이상 500nm 이하인 빛에 대하여 하기 수학식에 따른 투과율(T)의 평균값이, 파장이 500nm 보다 크고 780nm 이하인 빛에 대하여 하기 수학식에 따른 투과율(T)의 평균값보다 크도록, 상기 박막층의 두께(l), 상기 박막층의 굴절률(n) 및 상기 박막층과의 계면에서의 반사율(R)을 조절한다. Preferably, the average value of the transmittance T according to the following formula for light having a wavelength λ of 380 nm or more and 500 nm or less is equal to the average value of the transmittance T according to the following formula for light having a wavelength greater than 500 nm and less than or equal to 780 nm. To be larger, the thickness l of the thin film layer, the refractive index n of the thin film layer, and the reflectance R at the interface with the thin film layer are adjusted.
T=(1-R)2/(1+R2-2Rcosδ), δ=(2π/λ)2nlcosθ, 0°< θ ≤ 80°T = (1-R) 2 / (1 + R 2 -2Rcosδ), δ = (2π / λ) 2n l cosθ, 0 ° <θ ≤ 80 °
바람직하게는, 파장이 380nm 이상 500nm 이하인 빛에 대한 투과율이 상기 빛의 입사각이 0도에서 80도로 증가함에 따라 증가한다. Preferably, the transmittance for light having a wavelength of 380 nm or more and 500 nm or less increases as the incident angle of the light increases from 0 degrees to 80 degrees.
바람직하게는, 파장이 500nm보다 크고 780nm 이하인 빛에 대한 투과율이 상기 빛의 입사각이 0도에서 80도로 증가함에 따라 감소한다. Preferably, the transmittance for light with a wavelength greater than 500 nm and less than or equal to 780 nm decreases as the incident angle of the light increases from 0 degrees to 80 degrees.
바람직하게는, 380nm 이상 780nm 이하의 파장 범위 내에서 최대 투과율에 대한 최소 투과율의 비가 0.5 이상 0.9 이하이다. Preferably, the ratio of the minimum transmittance to the maximum transmittance within a wavelength range of 380 nm or more and 780 nm or less is 0.5 or more and 0.9 or less.
또한, 본 발명은 상기 디스플레이 장치용 광학필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다. The present invention also provides a display device comprising the optical filter for the display device.
상기한 구성에 따르면, 시야각 증가에 따라 파장 영역별 투과율을 선택적으로 증가 또는 감소시켜 색변화를 줄일 수 있으며, 이에 따라 디스플레이 화질이 개선된다. 이와 함께, 반사율을 줄여 시인성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the above configuration, color change can be reduced by selectively increasing or decreasing transmittance for each wavelength region as the viewing angle is increased, thereby improving display quality. In addition, there is an effect that can improve the visibility by reducing the reflectance.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 7은 본 발명에 있어서, 시야각에 따른 색변화 감소의 기술적 원리를 설명하기 위한 단면도이다. 7 is a cross-sectional view for explaining the technical principle of color change reduction according to the viewing angle in the present invention.
도시한 바와 같이, 가운데에는 박막층(820)이 있고, 상기 박막층(820)의 양 면에는 제1 후막층(860) 및 제2 후막층(840)이 형성되어 있다.As shown in the drawing, a
박막층(820)의 두께는 가시광선의 파장 영역보다 작거나 같은 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 박막층(820)의 두께는 780nm이하이다. 상기 박막층(820)의 두께가 780nm보다 크면 가시광 영역에서 보강 및 상쇄 간섭이 일어나지 않기 때문이다.The thickness of the
한편, 제1 후막층(860) 및 제2 후막층(840)은 상기 박막층(820)보다 두께가 큰 것을 특징으로 한다. 따라서, 후막층(860, 840)의 두께는 780nm보다 크며 5mm에 이를 수 있다. 제1 후막층(860)과 제2 후막층(840)의 두께는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. Meanwhile, the first
상기 박막층(820)은 제1 굴절률, 상기 제1 후막층(860)은 제2 굴절률, 상기 제2 후막층(840)은 제3 굴절률을 가지는 물질이다. 상기 제1 굴절률은 상기 제2 굴절률 및 상기 제3 굴절률보다 낮을 수도 있고 높을 수도 있다. The
고굴절률의 후막층 사이에 저굴절률의 박막층이 형성되어 제조될 수 있다. 예컨대, 제1 후막층(860) 및 제2 후막층(840)의 굴절률은 2 내지 4이고, 박막층의 굴절률은 1 내지 2일 수 있다. A low refractive index thin film layer may be formed between the high refractive index thick layers. For example, the refractive index of the first
이와는 반대로, 저굴절률의 후막층 사이에 고굴절률의 박막층이 형성될 수도 있다. 이 경우, 후막층들 중 적어도 하나로 유리가 사용될 수 있다. 강화유리의 경우 굴절률이 대략 1.5이므로 투명 기판으로 강화유리를 사용할 경우, 투명 기판과 접촉하여 형성된 제2 후막층은 광학필터의 구성에서 생략될 수도 있다. On the contrary, a high refractive index thin film layer may be formed between the low refractive index thick layers. In this case, glass may be used as at least one of the thick film layers. Since the refractive index of the tempered glass is approximately 1.5, when the tempered glass is used as the transparent substrate, the second thick film layer formed in contact with the transparent substrate may be omitted in the configuration of the optical filter.
투명기판 외에도 점착층 또는 공기층도 후막층으로 사용될 수 있다. 또한, 반사방지필름, 카본 블랙의 충진된 쐐기 패턴이 형성된 외광차폐필름, 안티포그필름, 등 기능성 필름도 후막층으로 사용될 수 있을 것이다. In addition to the transparent substrate, an adhesive layer or an air layer may also be used as the thick film layer. In addition, an antireflection film, an external light shielding film, an antifog film, and the like formed with a filled wedge pattern of carbon black may also be used as a thick film layer.
이와 같이, 빛의 투과율 및 반사율을 조절하기 위해, 제1 후막층 및 제2후막층 그리고 박막층의 굴절률을 다양하게 변형할 수 있다.As such, in order to adjust the transmittance and reflectance of the light, the refractive indices of the first thick film layer, the second thick film layer, and the thin film layer may be variously modified.
박막층(820)의 굴절률을 n, 제1 후막층(860) 및 제2 후막층(840)의 굴절률을 nt라 한다. 제1 후막층(860) 및 제2 후막층(840)의 굴절률은 동일할 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The refractive index of the
상기 제1 후막층(860)은 패널 측에 형성되고, 상기 제2 후막층(840)은 시청자 측에 형성된다. 제1후막층(860)에 입사한 광의 입사각과 굴절각은 스넬의 법칙에 의하여 다음의 조건을 만족한다. The first
패널로부터 박막층으로 입사한 박막층 입사광(880)은 제1 후막층(860)과 박막층(820)의 계면에서 굴절률 차에 의해 일부는 굴절하면서 투과하고 일부는 반사하게 된다. The thin film layer incident light 880 incident from the panel is partially transmitted while refracting and partially reflected by the difference in refractive index at the interface between the first
상기 계면에 대한 법선과 상기 입사광(880)이 이루는 각도를 θt라 하고, 굴절되어 박막층 내부로 투과하는 박막층 내부로의 투과광(881)이 상기 법선과 이루는 각도를 θ라 한다. An angle formed by the normal to the interface and the incident light 880 is θ t , and an angle formed by the transmitted
상기 박막층 내부로의 투과광(881)은 다시 박막층(820)과 제2 후막층(840)의 계면에서 일부는 굴절되면서 제2 후막층을 투과하는 박막층 투과광(882)이 되고 일부는 반사되어 박막층 내에서 박막층의 내부 반사광(883)이 된다. The transmitted light 881 into the thin film layer is a thin film layer transmitted light 882 that is partially refracted at the interface between the
이 때, 상기 박막층 투과광(882)이 박막층(820)과 제2 후막층(840)의 계면에 대한 법선과 이루는 각도는 박막층(820)과 제2 후막층(840)의 굴절률 차이에 의해 결정된다. 제1 후막층(860)과 제2 후막층(840)의 굴절률이 동일한 경우, 박막층 투과광(882)이 박막층(820)과 제2 후막층(840)의 계면에 대한 법선과 이루는 각도는 θt이다. In this case, an angle between the thin film layer transmitted
상기 각도 θt는 스넬(snell)의 법칙에 의하여 상기 수학식 1과 같이 패널로부터의 입사광(889)이 제1후막층으로 입사하는 각도(θo)와 후막층의 굴절률 nt, 공기의 굴절률 nO(=1)을 이용하여 나타낼 수 있다. The angle θ t is the angle (θ o) and the refractive index of the thick film layer n t, the refractive index of air that enters the incident light (889) from the panel, the first thick film layer as shown in
패널로부터의 입사광(889)이 후막층/박막층/후막층을 투과하여 최종 방출된 빛의 투과각은 스넬의 법칙에 의해서 입사각 θO와 동일하며, 결국 각 θO가 시청자가 보는 시야각에 해당된다. Then passes through the incident light (889) a thick film / thin film / thick film layer from the panel transmitting each of the finally emitted light are equal to the incident angle θ O by Snell's law, and eventually each θ O corresponds to the viewing angle of a viewer viewing .
각 계면에서의 반사율은 하기 수학식 2 및 수학식 3과 같다. 여기에서, Rp 는 p 편광된 빛이 반사한 경우, Rs는 s 편광된 빛이 반사된 경우의 반사율이다. The reflectance at each interface is as shown in Equations 2 and 3 below. Here, R p is a reflectance when p-polarized light is reflected and R s is a s polarized light is reflected.
상기 반사율 Rp와 Rs는 각각 박막층과 후막층의 굴절률(n, nt) 및 입사각(θt)과 굴절각(θ)에 의해 변화함을 알 수 있다. It can be seen that the reflectances R p and R s are changed by the refractive indices (n, n t ), the incident angle (θ t ) and the refractive angle (θ) of the thin film layer and the thick film layer, respectively.
하기 수학식 4에서 반사율 R은 수학식 2의 Rp와 수학식 3의 Rs의 평균이다.In
상기 박막층의 내부 반사광(883)은 다시 계면에서 일부는 굴절되면서 투과되어 박막층 반사광(887)이 되고 일부는 반사되어 다시 박막층의 내부 반사광(884)이 되며, 이러한 과정이 반복된다. The internal reflected
하기 수학식 4에서의 투과율 T는 박막층 투과광(882)에 의한 투과율 T1과 박막층 투과광(885)에 의한 투과율 T2의 합이 된다. 도 7에서는 굴절광이 두 개만 도시되어 있으나, 계면에서 반사 및 굴절은 반복적으로 계속 일어나게 되며, 이러한 굴절광들에 의한 투과율의 총합이 전체 투과율 T이다. To the transmittance T in the expression (4) is the sum of a transmittance T 2 by a transmitted light transmissivity T 1 and the
하기 수학식 4에서 계면에서의 반사율인 R도 박막층 반사광(887)에 의한 반사율 R1과 박막층 반사광(888)에 의한 반사율R2의 합이 된다. 마찬가지로, 도 7에서는 반사광이 두 개만 도시되어 있으나, 계면에서 반사되어 나오는 모든 반사광들에 의한 반사율의 총합이 전체 반사율 R이다. To the sum of a reflectivity R 2 by a reflected light reflectivity R 1 and the thin film layer (888) by the reflectance of the reflected light R is also the thin film layer (887) at the interface from the equation (4). Similarly, although only two reflected light are shown in FIG. 7, the total reflectance R by all the reflected light reflected from the interface is the total reflectance R.
제1 후막층(860), 박막층(820) 및 제2 후막층(840)에 의한 두 개의 계면에 의해 빛이 다중 반사되는 과정에서 간섭(interference)에 의해 파장에 따라 투과율에 변화를 줄 수 있다. In the process of multi-reflecting light by two interfaces by the first
파장(λ)이 380 내지 500nm인 청색 영역의 빛에 대하여 하기 수학식 4에 따른 투과율(T)의 평균값이 최대가 되도록 상기 박막층의 두께(l), 상기 박막층의 굴절률(n) 및 상기 제1 후막층과 상기 박막층의 계면에서의 반사율(R)을 조절한다. The thickness ( l ) of the thin film layer, the refractive index (n) of the thin film layer, and the first layer such that the average value of the transmittance (T) according to
여기서, 박막층 투과광들(882, 885)의 위상차 δ는 하기 수학식 5와 같이 표현된다. Here, the phase difference δ of the thin film layer transmitted
δ는 박막층(820)의 굴절률(n)과 두께(l), 굴절각(θ), 파장(λ)에 의해 결정된다. 위상차에 따라 보강 간섭이 일어날 수도 있으며, 상쇄 간섭이 일어날 수도 있다. 최대 투과율은 각각의 박막층 투과광(882, 885) 사이의 광로 길이 차이(optical path length difference)가 파장의 정수배일 때 도달된다.δ is determined by the refractive index n, the thickness l , the refractive angle θ, and the wavelength λ of the
특정 파장 범위에 대해 박막층의 굴절률(n), 두께(l) 및 굴절각(θ)이 정해지면 위상차(δ)가 결정된다. 여기서, 굴절각(θ)은 박막층과 후막층의 굴절률(n, nt)과 시야각(θO)이 정해지면 자동적으로 정해지는 값이다. The phase difference δ is determined when the refractive index n, the thickness l and the refractive angle θ of the thin film layer are determined for a specific wavelength range. Here, the refractive angle θ is a value that is automatically determined when the refractive indices n and n t and the viewing angle θ O of the thin film layer and the thick film layer are determined.
반사율은 상기 수학식 1 내지 수학식 3으로부터 박막층과 후막층의 굴절률(n, nt)과 시야각(θO)에 따라 변한다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 특정 시야각(θO)에 대해, 박막층과 후막층의 굴절률(n, nt)을 조절하면 반사율을 결정할 수 있다. It can be seen from the equations (1) to (3) that the reflectance varies depending on the refractive indices (n, n t ) and the viewing angle (θ O ) of the thin film layer and the thick layer. Therefore, the reflectance can be determined by adjusting the refractive indices n and n t of the thin film layer and the thick film layer with respect to the specific viewing angle θ O.
상기 수학식 4에서 볼 수 있듯이, 투과율(T)은 반사율(R)과 위상차(δ)가 결정되면 정해지게 된다. 따라서, 박막층과 후막층의 굴절률(n, nt) 및 박막층의 두께(l)를 선택함으로써 특정 시야각 및 특정 파장의 빛에 대한 투과율을 조절할 수 있게 된다. As shown in
예를 들어, 박막층의 두께를 780nm 이하에서 선택하고 박막층의 굴절률을 1 내지 2, 후막층의 굴절률을 2 내지 4의 범위에서 결정하여 큰 시야각 범위에서 특정 파장 영역의 빛에 대한 투과율을 증가시킬 수 있게 된다. 또는 이와 반대로 박막층의 굴절률이 2 내지 4, 후막층의 굴절률이 1 내지 2로 박막층의 굴절률이 후막층의 굴절률보다 높은 경우에도 같은 효과를 나타낼 수 있게 된다. For example, the thickness of the thin film layer may be selected to be 780 nm or less, and the refractive index of the thin film layer may be determined in the range of 1 to 2, and the refractive index of the thick layer may be in the range of 2 to 4, thereby increasing the transmittance of light in a specific wavelength region in a large viewing angle range. Will be. Alternatively, the same effect can be obtained when the refractive index of the thin film layer is 2 to 4, the refractive index of the thick film layer is 1 to 2, and the refractive index of the thin film layer is higher than that of the thick film layer.
이와 같이 다중 빔 간섭을 이용하여 시야각이 커짐에 따라 청색 파장 영역(380 내지 500nm)에서 빛의 세기가 상대적으로 많이 감소하는 특성을 보상할 수 있다. 즉, 시야각이 대략 80도 정도로 큰 범위일 때 청색 파장 영역에서 보강 간섭이 일어나 투과율이 증가하도록 하고 녹색 및 적색 파장 영역에서는 상쇄 간섭이 일어나 투과율이 감소하게 함으로써, 시야각이 클 때에도 모든 파장 영역에서 빛의 세기 감소율이 동일 내지 유사하게 하여 청색 영역에서의 불균형을 보상한다. 또한, 파장이 380nm 이상 500nm 이하인 빛에 대한 투과율이 상기 빛의 입사각이 0도에서 80도로 증가함에 따라 감소하도록 하되, 파장이 500nm보다 크고 780nm 이하인 빛에 대한 투과율보다는 작은 폭으로 감소하도록 하여 불균형을 보상할 수도 있다. 이와 같이 의한 후막층/박막층/후막층 구조를 이용하면 시야각 변화에 따른 색변화를 최소화할 수 있다.As described above, as the viewing angle increases by using the multi-beam interference, a characteristic in which the intensity of light decreases relatively in the blue wavelength region (380 to 500 nm) may be compensated. That is, when the viewing angle is in the range of approximately 80 degrees, constructive interference occurs in the blue wavelength region to increase the transmittance, and offset interference occurs in the green and red wavelength regions to decrease the transmittance, thereby allowing light in all wavelength regions even when the viewing angle is large. The intensity reduction rate of is equal to or similar to compensate for the imbalance in the blue region. In addition, the transmittance of light having a wavelength of 380 nm or more and 500 nm or less decreases as the incident angle of the light increases from 0 degrees to 80 degrees, but the wavelength is reduced to less than the transmittance of light larger than 500 nm and less than 780 nm. You can also compensate. By using the thick film layer / thin film layer / thick film structure in this way it is possible to minimize the color change according to the change in viewing angle.
이하에서는 LCD 패널의 전면에 후막층/박막층/후막층 구조를 채용하여 투과율을 측정한 결과를 설명한다.Hereinafter, a result of measuring transmittance by employing a thick film / thin film / thick film layer structure on the front of the LCD panel will be described.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 후막층(860) 및 제2 후막층(840) 사이에 박막층을 형성하였다. 제1 후막층(860) 및 제2 후막층(840)의 굴절률은 2.5, 두께는 1mm이고 박막층(820)의 굴절률은 1.5, 두께는 190nm이다. As shown in FIG. 7, a thin film layer is formed between the first
도 8은 시야각 변화에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다. 시야각이 증가함에 따라 청색 파장의 일부 영역(380nm~460nm)에서는 투과율이 증가하며, 녹색 및 적색 파장의 일부 영역(540nm~780nm)에서는 투과율이 감소함을 알 수 있다. 따라서, 상기 기술한 바와 같이 시야각 증가에 따라 청색 파장 영역에서 일어나는 급격한 스펙트럼 감소율을 완화시키고, 녹색 및 적색 파장 영역에서는 스펙트럼 감소율을 증가시킴으로써 전체 가시광선 파장 영역에서 시야각 증가에 의한 스펙트럼의 감소율이 동일 내지 유사해질 수 있도록 조절할 수 있다. 8 is a graph showing transmittance according to a change in viewing angle. As the viewing angle increases, the transmittance increases in some areas of the blue wavelength (380 nm to 460 nm), and the transmittance decreases in some areas of the green and red wavelengths (540 nm to 780 nm). Therefore, as described above, by reducing the sudden spectral reduction rate occurring in the blue wavelength region with increasing viewing angle, and increasing the spectral reduction rate in the green and red wavelength regions, the reduction ratio of the spectrum due to the viewing angle increase in the entire visible wavelength region is the same to It can be adjusted to be similar.
380 내지 780nm의 전체 가시광선 영역의 파장 범위 내에서 최대 투과율에 대한 최소 투과율의 비가 0.5 내지 0.9이다. 즉, 도 8에서 보는 바와 같이, 전체 파장 영역에서 최대 투과율이 1일 때, 최소 투과율은 대략 0.8을 나타낸다.The ratio of the minimum transmittance to the maximum transmittance in the wavelength range of the entire visible light region of 380 to 780 nm is 0.5 to 0.9. That is, as shown in FIG. 8, when the maximum transmittance is 1 in the entire wavelength region, the minimum transmittance is approximately 0.8.
도 9는 시야각 증가에 따른 정규화된 스펙트럼의 변화를 보여준다. 청색 영역뿐만 아니라 전체 파장 영역에서 시야각 증가에 따른 스펙트럼의 감소율이 거의 동일함을 알 수 있다. 이는 시야각 증가에 따른 색변화가 거의 사라졌음을 보여준다. 9 shows the change in normalized spectrum with increasing viewing angle. It can be seen that the rate of decrease of the spectrum as the viewing angle increases in the entire wavelength region as well as the blue region is almost the same. This shows that the color change almost disappeared with increasing viewing angle.
도 10은 시야각 증가에 따른 색좌표(CIE 1976 L u’v’)의 변화(Δu’v’)에 대한 그래프이다. 상기 그래프에서 가로축은 수평 각도, 즉 시야각을 나타낸다. 도 10으로부터 후막층/박막층/후막층 구조를 채용한 경우의 색변화량이 채용하지 않은 경우에 비해 크게 감소함을 알 수 있다. FIG. 10 is a graph of change (Δu′v ′) of color coordinates (CIE 1976 L u′v ′) with increasing viewing angle. In the graph, the horizontal axis represents a horizontal angle, that is, a viewing angle. It can be seen from FIG. 10 that the amount of color change in the case of adopting the thick film layer / thin film layer / thick film layer structure is greatly reduced compared with the case in which no thick film layer is employed.
도 11은 도 7의 구조를 채용한 경우, 박막층의 굴절률에 따른 색편차의 변화 를 보여주는 결과(후막층의 굴절률은 1.5)로 고굴절률 박막층을 최적 두께로 형성한 경우이다. 최적의 두께는 아래 표 1과 같다.FIG. 11 illustrates a case in which the high refractive index thin film layer is formed to an optimal thickness as a result of changing the color deviation according to the refractive index of the thin film layer (the refractive index of the thick film layer is 1.5) when the structure of FIG. 7 is adopted. The optimum thickness is shown in Table 1 below.
박막층의 굴절률이 클수록 컬러 시프트(color shift)의 개선 효과가 큼을 알 수 있다. It can be seen that the greater the refractive index of the thin film layer, the greater the effect of improving color shift.
도 12는 도 7의 구조를 채용한 경우, 박막층의 굴절률에 따른 반사율의 변화를 보여주는 도면이다. 12 is a view showing a change in reflectance according to the refractive index of the thin film layer, when employing the structure of FIG.
박막층의 굴절률이 클수록 컬러 시프트 개선 효과는 증대하나, 도시한 바와 같이, 박막층과 후막층 사이의 굴절률 차이로 발생하는 반사율은 증가하며, 이로 인해 시인성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. As the refractive index of the thin film layer increases, the color shift improvement effect increases. However, as shown in the drawing, the reflectance caused by the difference in refractive index between the thin film layer and the thick film layer increases, which may cause a problem of poor visibility.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필터를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 13 is a schematic cross-sectional view of an optical filter according to a first exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 광학필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다. The optical filter of the present invention is disposed in front of the display panel.
본 발명은 색변화 효과를 극대화하면서도 반사율을 줄여 시인성을 향상시키는데 목적이 있다. 이를 위하여 도 13의 광학필터는 순차적으로 제1편광필름, 제1위상차 필름, 제2후막층, 박막층 및 제1후막층을 구비한다. The present invention aims to improve visibility by reducing the reflectance while maximizing the effect of color change. To this end, the optical filter of FIG. 13 sequentially includes a first polarizing film, a first phase difference film, a second thick film layer, a thin film layer, and a first thick film layer.
이 밖에도 본 발명의 광학필터는 투명기판, 반사방지필름, 카본 블랙의 충진된 쐐기 패턴이 형성된 외광차폐필름, 안티포그필름, 등을 포함할 수 있다. In addition, the optical filter of the present invention may include a transparent substrate, an antireflection film, an external light shielding film formed with a filled wedge pattern of carbon black, an anti-fog film, and the like.
도 13에서는 구성층 들이 각각 밀착되게 형성되는 실시예를 도시하고 있으나, 이들 구성층 들 사이에 다른 층들이 개재될 수 있다. Although FIG. 13 illustrates an embodiment in which the constituent layers are formed in close contact with each other, other layers may be interposed between the constituent layers.
도 13에서는 광학필터는 점착층(PSA)을 매개하여 디스플레이 패널에 직접 점착될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 광학필터가 디스플레이 패널과 이격되어 배치될 수도 있다. In FIG. 13, the optical filter may be directly adhered to the display panel through an adhesive layer PSA, but is not necessarily limited thereto. For example, the optical filter may be disposed spaced apart from the display panel.
전형적으로는, 전방으로부터 제1편광필름, 제1위상차필름, 제2후막층, 박막층 및 제1후막층의 순으로 구비된다. 즉, 제1편광필름 쪽이 시청자 쪽이고, 제1후막층 쪽이 디스플레이 패널 쪽이 된다. Typically, the first polarizing film, the first retardation film, the second thick film layer, the thin film layer, and the first thick film layer are provided from the front. That is, the first polarizing film is the viewer and the first thick film layer is the display panel.
박막층을 제외한 제1편광필름, 제1위상차필름, 제2후막층 및 제1후막층은 굴절률을 일치시켜 경계면에서 반사가 일어나지 않도록 하는 것이 바람직하다. It is preferable that the first polarizing film, the first retardation film, the second thick film layer, and the first thick film layer except for the thin film layer have the same refractive index so that reflection does not occur at the interface.
박막층은 780nm 이하의 다중 간섭을 일으키는 고굴절률의 투명 박막층이고, 후막층은 박막층보다 큰 두께를 가지며 박막층보다 작은 굴절률을 가진 투명 박막층으로 형성하는 것이 바람직하다. The thin film layer is a high refractive index transparent thin film layer causing multiple interferences of 780 nm or less, and the thick film layer is preferably formed of a transparent thin film layer having a larger thickness than the thin film layer and having a smaller refractive index than the thin film layer.
박막층은 Nb2O5, TiO2, 등 고굴절률 특성을 갖는 금속산화물 또는 고굴절 고분자 수지 또는 금속이 첨가된 금속산화물 또는 금속산화물과 고분자 혼합물을 사용할 수 있다. The thin film layer may be a metal oxide having a high refractive index characteristic such as Nb 2 O 5 , TiO 2 , or a high refractive polymer resin, or a metal oxide or metal oxide to which a metal is added, and a polymer mixture.
전술한 바와 같이, 제1후막층 및/또는 제2후막층으로 투명기판, 점착층, 공기층, 반사방지필름, 카본 블랙의 충진된 쐐기 패턴이 형성된 외광차폐필름, 안티포그필름, 등이 사용될 수 있다. 도 13에 예시한 바와 같이, 제2후막층으로 점착층, 그리고 제1후막층으로 투명 수지 필름이 사용될 수 있다. As described above, a transparent substrate, an adhesive layer, an air layer, an antireflection film, an external light shielding film, an antifog film, etc., in which a filled wedge pattern of carbon black is formed, may be used as the first and / or second thick layer. have. As illustrated in FIG. 13, an adhesive layer may be used as the second thick film layer, and a transparent resin film may be used as the first thick film layer.
편광필름은 전형적으로는 TAC 필름PVA 편광자필름TAC 필름의 적층 구성을 가지나, 기타 다양한 구성 변형이 가능하다. The polarizing film typically has a laminated configuration of a TAC film PVA polarizer film TAC film, but various other configuration modifications are possible.
편광자필름은 광을 편광시키는 기능을 수행한다. 편광자필름은 고분자 물질인 폴리비닐알코올(PolyVinyl Alcohol, PVA)에 2색성 색소를 흡착시킴으로써 형성할 수 있다. The polarizer film performs a function of polarizing light. The polarizer film may be formed by adsorbing a dichroic dye to polyvinyl alcohol (PVA) which is a polymer material.
TAC 필름은 편광자를 지지하기 위하여 편광자의 양면에 형성되며, 트리아세틸셀룰로오스(TriAcetylCellulose, TAC)로 이루어진다. The TAC film is formed on both sides of the polarizer to support the polarizer, and is made of TriAcetyl Cellulose (TAC).
본 발명에서 반사율을 감소시키는 원리는 다음과 같다. The principle of reducing the reflectance in the present invention is as follows.
도 13에 도시한 바와 같이, 비편광된 외광이 입사하면 제1편광필름에 의하여 선편광으로 변하고, 1/4λ 제1위상차필름에 의하여 원편광이 된다. 원편광된 빛이, 반사율을 증가시켜 문제가 되었던 박막층 양쪽 계면에 도달하여 반사되면 회전방향이 반대인 원편광으로 변하게 된다. 반사된 원편광된 빛은 다시 1/4λ 제1위상차필름을 지나면서 제1편광필름의 투과축과 직각인 선편광이 되어, 결국 박막층과의 계면에서 반사된 빛은 방출되지 않는다. 따라서 박막층으로 인한 반사를 방지하게 되어 명암대비비를 증가시켜 시인성을 향상시킨다. As shown in FIG. 13, when unpolarized external light is incident, the polarized light is changed into linearly polarized light by the first polarizing film, and circularly polarized light by the 1 / 4λ first phase difference film. When circularly polarized light reaches and reflects at both interfaces of the thin film layer, which is a problem by increasing the reflectance, the circularly polarized light is changed into circularly polarized light having an opposite direction of rotation. The reflected circularly polarized light passes through the 1 / 4λ first retardation film again and becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the first polarizing film, so that the reflected light at the interface with the thin film layer is not emitted. Therefore, the reflection due to the thin film layer is prevented, thereby increasing the contrast ratio and improving the visibility.
제1위상차필름으로는 바람직하게는 1/4λ 위상차필름이 사용되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 0보다 크고 1/2λ보다는 작은 위상차를 일으키는 위상차필름이 사용될 수 있으나, 이 경우, 박막층과의 계면에서 반사된 반사광의 일부가 시청자쪽으로 방출되게 된다. As the first phase difference film, a 1 / 4λ retardation film is preferably used, but is not necessarily limited thereto. A retardation film larger than zero and causing a retardation smaller than 1/2 lambda may be used, but in this case, part of the reflected light reflected at the interface with the thin film layer is emitted toward the viewer.
아래 표 2는 본 발명의 제1실시예의 광학필터를 채용한 경우 시야각에 따른 반사율 측정 결과를 보여준다. Table 2 below shows the reflectance measurement results according to the viewing angle when the optical filter of the first embodiment of the present invention is employed.
표 2로부터, 본 발명의 실시예에 따른 광학필터를 채용한 경우, 반사율을 대폭 낮출 수 있음을 알 수 있다. From Table 2, it can be seen that when the optical filter according to the embodiment of the present invention is adopted, the reflectance can be significantly lowered.
도 14는 본 발명의 제1실시예의 광학필터를 채용한 경우 시야각에 따른 컬러 시프트 측정 결과를 보여주는 그래프이다. 14 is a graph showing a color shift measurement result according to a viewing angle when the optical filter of the first embodiment of the present invention is employed.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학필터를 채용하더라도 우수하게 컬러 시프트 저감 성능을 달성할 수 있음을 알 수 있다. As shown, it can be seen that even if the optical filter according to the embodiment of the present invention is employed, excellent color shift reduction performance can be achieved.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필터를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 15 is a schematic cross-sectional view of an optical filter according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 13의 광학필터는 디스플레이 패널로부터의 방출되는 화면광의 손실이 발생하는 단점을 갖는다. The optical filter of FIG. 13 has a disadvantage in that loss of screen light emitted from the display panel occurs.
이러한 단점은 도 15와 같이 제1후막층의 후방에 제2위상차필름을 두는 것으로 해소할 수 있다. This disadvantage can be solved by placing the second phase difference film behind the first thick film layer as shown in FIG.
제2위상차필름은 1/4λ 위상차필름인 것이 바람직하다. It is preferable that a 2nd phase difference film is a 1/4 (lambda) retardation film.
또한, 제1편광필름은 디스플레이 패널의 전면에 부착되는 편광필름(미도시)의 투과축과 수직이 되도록 구성하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 이들 투과축이 수직이 되지 않는 경우, 화면광의 손실이 발생하게 된다. In addition, the first polarizing film is preferably configured to be perpendicular to the transmission axis of the polarizing film (not shown) attached to the front of the display panel, but is not necessarily limited thereto. However, when these transmission axes are not perpendicular, loss of screen light occurs.
도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 광학필터를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 16 is a schematic cross-sectional view of an optical filter according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 15의 광학필터에서, 디스플레이 패널의 전면에 부착되는 편광필름(미도시)를 대신하여 또는 이와 함께, 본 발명의 광학필터는 제2편광필름을 구비할 수 있다. (마찬가지로, 도 13의 광학필터도 제2편광필름을 구비할 수 있다)In the optical filter of FIG. 15, instead of or in conjunction with a polarizing film (not shown) attached to the front surface of the display panel, the optical filter of the present invention may include a second polarizing film. (Likewise, the optical filter of FIG. 13 may also include a second polarizing film.)
이 경우, 제1편광필름은 디스플레이 패널의 전면에 부착되는 편광필름과 투과축이 수직이 되도록 구성하고, 제2편광필름은 디스플레이 패널의 전면에 부착되는 편광필름과 투과축이 일치하도록 구성하는 것이 바람직하다. In this case, the first polarizing film is configured such that the transmission axis is perpendicular to the polarizing film attached to the front of the display panel, and the second polarizing film is configured so that the transmission axis is coincident with the polarizing film attached to the front of the display panel. desirable.
지금까지는 설명의 편의를 위하여 LCD 필터 및 LCD 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 디스플레이 장치용 필터가 적용되는 디스플레이 장치는 i) LCD 장치, PDP 장치, OLED 장치 또는 FED 장치 등의 대형 디스플레이 장치와, ii) PDA(Personal Digital Assistants), 소형 게임기 표시창, 휴대폰 표시창 등의 소형 모바일(mobile) 디스플레이 장치와, iii) 연성(flexible) 디스플레이 장치, 등에 다양하게 적용될 수 있다. Until now, for convenience of description, the LCD filter and the LCD device have been described as an example. However, the present invention is not limited thereto. It can be applied to a large display device such as an FED device, ii) a small mobile display device such as PDA (Personal Digital Assistants), a small game machine display window, a mobile phone display window, and iii) a flexible display device. .
도 1은 LCD의 기본 구조와 구동 원리를 개념적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram conceptually showing the basic structure and driving principle of an LCD.
도 2는 시야각에 따른 액정의 배향 상태와 광투과도를 보여주는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating alignment states and light transmittances of liquid crystals according to viewing angles.
도 3은 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 일 예를 보여주는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating an example of the related art for improving the contrast ratio change and the color change according to a change in viewing angle.
도 4는 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 다른 일 예를 보여주는 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating another example of the related art for improving the change in contrast ratio and color change according to a change in viewing angle.
도 5는 종래 기술에 따른 LCD의 시야각 증가에 따른 발광 스펙트럼 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing a result of measuring a change in emission spectrum with increasing viewing angle of the LCD according to the prior art.
도 6은 도 5의 결과를 정규화(normalize)하여 나타낸 그래프이다. FIG. 6 is a graph normalizing the result of FIG. 5.
도 7은 본 발명에 있어서, 시야각에 따른 색변화 저감의 기술적 원리를 설명하기 위한 단면도이다. 7 is a cross-sectional view for explaining a technical principle of color change reduction according to a viewing angle in the present invention.
도 8은 도 7의 후막층/박막층/후막층 구조를 채용하고, 시야각 변화에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다. FIG. 8 is a graph showing the transmittance according to the change in viewing angle, employing the thick film layer / thin film layer / thick film layer structure of FIG. 7.
도 9는 도 8의 결과를 적용한 LCD 스펙트럼 결과를 정규화하여 나타낸 그래프이다. 9 is a graph showing normalized LCD spectrum results to which the results of FIG. 8 are applied.
도 10은 도 7의 후막층/박막층/후막층의 구조를 채용한 경우와 그렇지 않은 경우의 시야각 증가에 따른 색좌표 변화를 나타내는 그래프이다. FIG. 10 is a graph illustrating changes in color coordinates with increasing viewing angles when the structures of the thick film layer, the thin film layer, and the thick film layer of FIG. 7 are adopted.
도 11은 도 7의 구조에서 박막층의 굴절률에 따른 색편차의 변화를 보여주는 도면이다. FIG. 11 is a view illustrating a change in color deviation according to the refractive index of the thin film layer in the structure of FIG. 7.
도 12는 도 7의 구조에서 박막층의 굴절률에 따른 반사율의 변화를 보여주는 도면이다. FIG. 12 is a view illustrating a change in reflectance according to the refractive index of the thin film layer in the structure of FIG. 7.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필터를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 13 is a schematic cross-sectional view of an optical filter according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필터를 채용한 경우 시야각에 따른 색편차를 보여주는 도면이다. 14 is a diagram illustrating color deviation according to a viewing angle when the optical filter according to the first embodiment of the present invention is employed.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필터를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 15 is a schematic cross-sectional view of an optical filter according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 광학필터를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 16 is a schematic cross-sectional view of an optical filter according to a third exemplary embodiment of the present invention.
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