KR101266352B1 - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널의 상하부에 서로 직교하는 편광축을 가지며 각각 형성된 상부 및 하부 편광판과; 상기 상부 편광판의 외측면에 위치하여, 철부와 평탄한 표면을 갖는 기재로 구성되며, 상기 상부 편광판을 통과한 빛을 상부 또는 하부 시야각 영역으로 굴절시키는 것을 특징으로 하는 광 경로 제어 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공함으로써 계조반전에 따른 화질 저하를 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다. A liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal panel; Upper and lower polarizing plates each having upper and lower polarization axes perpendicular to each other and formed on the upper and lower portions of the liquid crystal panel; Located on the outer surface of the upper polarizing plate, consisting of a substrate having a convex portion and a flat surface, and comprises a light path control film, characterized in that for refracting the light passing through the upper polarizing plate to the upper or lower viewing angle region By providing a liquid crystal display device to be characterized in that the deterioration of the image quality due to grayscale inversion can be minimized.
광 경로, 필름, 액정표시장치, 하시야각, 계조반전, 표시품질 Optical path, film, liquid crystal display, Hashiya angle, gradation inversion, display quality
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도.1 is an exploded perspective view schematically showing a general liquid crystal display device.
도 2a 및 도 2b는 각각 전압의 온/오프에 따른 액정의 움직임을 나타낸 트위스티드 네마틱 모드의 액정표시장치의 단면도.2A and 2B are cross-sectional views of a liquid crystal display device in twisted nematic mode, respectively, illustrating a liquid crystal movement according to voltage on / off.
도 3은 종래의 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치의 블랙에서 화이트까지 9단계의 계조를 상하 시야각별로 휘도 특성을 나타낸 그래프.FIG. 3 is a graph showing luminance characteristics according to vertical viewing angles of nine levels of gray levels from black to white of a conventional twisted nematic mode liquid crystal display.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 경로 제어필름을 구비한 트위스티드 네마틱 액정표시장치의 개략적인 단면도.4 is a schematic cross-sectional view of a twisted nematic liquid crystal display device having an optical path control film according to a first embodiment of the present invention.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 구비되는 광 경로 제어필름의 확대 단면도.5A and 5B are enlarged cross-sectional views of an optical path control film provided in the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention.
도 6a와 도 6b는 각각 도 5a 및 도 5b에 도시한 형태를 갖는 제 1 실시예에 따른 광 경로 제어필름에 입사하는 빛의 경로를 도시한 도면.6A and 6B illustrate a path of light incident on the optical path control film according to the first embodiment having the form shown in FIGS. 5A and 5B, respectively.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 경로 제어 필름이 구비된 트위스티드 모드 액정표시장치의 블랙에서 화이트까지 9단계의 계조를 상하 시야각별로 계조변화를 도시한 그래프.FIG. 7 is a graph illustrating gradation change for each of the upper and lower viewing angles of gradation of nine levels from black to white of the twisted mode liquid crystal display equipped with the optical path control film according to the first embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 경로 제어필름을 구비한 트위스티 드 네마틱 액정표시장치의 개략적인 단면도.8 is a schematic cross-sectional view of a twisted nematic liquid crystal display device having an optical path control film according to a second embodiment of the present invention.
도 9a와 도 9b는 각각 본 발명에 제 2 실시예에 따른 액정표시장치에 구비되는 광 경로 제어필름의 확대 단면도.9A and 9B are enlarged cross-sectional views of the optical path control film provided in the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention, respectively.
도 10a와 도 10b는 각각 도 9a 및 도 9b에 도시한 형태를 갖는 제 2 실시예에 따른 광 경로 제어필름에 입사하는 빛의 경로를 도시한 도면.10A and 10B show a path of light incident on the optical path control film according to the second embodiment having the form shown in FIGS. 9A and 9B, respectively.
도 11은 도 9a에 제시된 구조를 갖는 광 경로 제어필름을 구비한 트위스트 네마틱 모드 액정표시장치의 블랙에서 화이트까지 9단계의 계조를 상하 시야각별로 계조변화를 도시한 그래프.FIG. 11 is a graph showing gradation change for each of the upper and lower viewing angles of the gradation of nine steps from black to white of the twisted nematic mode liquid crystal display having the optical path control film having the structure shown in FIG.
도 12는 도 9a에 제시된 광 경로 제어필름을 구비한 본 발명의 제 2 실시예에 따를 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치와 광 경로 제어필름을 구비하지 않는 일반적인 트위스티드 네마틱 액정표시장치의 화이트 계조의 시야각에 따른 변화를 도시한 그래프.FIG. 12 is a view of a white gray level of a twisted nematic mode liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention having the light path control film shown in FIG. 9A and a general twisted nematic liquid crystal display device having no light path control film. Graph showing change with viewing angle.
도 13은 도 9a에 제시된 광 경로 제어필름을 구비한 본 발명의 제 2 실시예에 따를 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치와 광 경로 제어필름을 구비하지 않는 일반적인 트위스티드 네마틱 액정표시장치의 화이트 계조의 콘트라스트 변화를 도시한 그래프.FIG. 13 is a view of a white gray level of a twisted nematic mode liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention having the light path control film shown in FIG. 9A and a general twisted nematic liquid crystal display device having no light path control film. Graph showing the change in contrast.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 경로 제어필름을 구비한 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치에 있어, 상부 편광관 및 그 상부에 부착되는 상기 광 경로 제어필름의 단위 유닛의 단면도.FIG. 14 is a cross-sectional view of a unit unit of the upper polarizer and the optical path control film attached to the upper polarizer in the twisted nematic mode liquid crystal display device having the optical path control film according to the third embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 경로 제어 필름이 구비된 트위스 티드 모드 액정표시장치의 블랙에서 화이트까지 9단계의 계조를 상하 시야각별로 계조변화를 도시한 그래프.FIG. 15 is a graph illustrating gradation changes for up and down viewing angles of gradations of nine levels from black to white of a twisted mode liquid crystal display equipped with an optical path control film according to a third exemplary embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
143 : 상부 편광판143: upper polarizer
170 : 광 경로 제어 필름170: light path control film
170a : 철부170a: iron
170b : 기재170b: description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 계조반전에 따른 화질저하를 최소화할 수 있는 트위스트 네마틱 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a twisted nematic liquid crystal display device capable of minimizing image quality deterioration due to gradation inversion.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판표시장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 이 중 액정표시장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.Recently, with the rapid development of the information society, the necessity of flat panel displays having excellent characteristics such as thinning, light weight, and low power consumption has emerged. Among them, liquid crystal displays have a resolution, It is excellent in color display and image quality, and is actively applied to notebooks and desktop monitors.
일반적으로 액정표시장치는 일면에 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 상기 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고, 두 기판 사이에 액정 물질 을 개재한 후, 각 기판에 형성된 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device arranges two substrates having electrodes formed on one surface thereof so that the surfaces on which the electrodes are formed face each other, interposes a liquid crystal material between the two substrates, and then applies a voltage to the electrodes formed on the substrates. The liquid crystal molecules are moved by an electric field generated by application, thereby representing an image by the transmittance of light that varies accordingly.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이다. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating a general liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 액정표시장치(1)는 액정층(30)을 사이에 두고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이 기판(10)은 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 박막트랜지스터(Tr)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.As illustrated, the liquid
또한, 상기 어레이 기판(10)마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 그 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(26a, 26b, 26c)을 포함하는 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 구비되어 있다.In addition, the
그리고, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실란트(sealant) 등으로 봉함(封函)된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여 하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 외측면에는 서로 편광축이 수직하도록 배치된 편광판(미도시)이 각각 구비되어 있다. In addition, the two
또한, 상기 어레이 기판(10)의 외측면으로는 백라이트(back-light)(미도시)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 상기 게이트 배선(14)으로 박막트랜지스터(T)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터 배선(16)의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다. In addition, a back-light (not shown) is provided on an outer surface of the
이러한 구동을 하는 액정표시장치는 수직전계 방식의 액정표시장치라 하며, 이러한 수직 전계 방식의 대표적인 액정 모드는 오늘날 대부분의 액정표시소자에서 이용되는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic) 모드이다.The driving liquid crystal display device is called a vertical electric field type liquid crystal display device. A typical liquid crystal mode of the vertical electric field method is a twisted nematic mode used in most liquid crystal display devices today.
전압의 온(on)/오프(off)에 따른 액정의 움직임을 나타낸 트위스티드 네마틱모드의 액정표시장치의 단면도인 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상기 트위스티드 네마틱모드 액정표시장치의 전압인가에 따른 동작을 살펴보면, 우선 전압 오프(off) 시는 도 2a에 도시한 바와 같이, 액정분자(57a, 57b)들의 광축(방향자)이 컬러필터 기판(51)과 어레이 기판(41) 사이에서 연속적으로 90°비틀려져 있음을 알 수 있다. With reference to FIGS. 2A and 2B, which are cross-sectional views of the liquid crystal display of the twisted nematic mode showing the movement of the liquid crystal according to the voltage on / off, the voltage of the twisted nematic mode liquid crystal display according to the application of the voltage In operation, first, when the voltage is off, the optical axes (directors) of the
따라서, 전압 오프(off) 상태에서는 하부의 백라이트(미도시)로부터 발광되어 하부 편광판(61)을 통과하여 입사되는 선편광의 편광특성이 상기 액정층(미도시)55을 통과하면서 바뀌면서 상부 편광판(63)을 통과한다. Therefore, in the voltage off state, the polarization characteristic of the linearly polarized light that is emitted from the lower backlight (not shown) and passes through the lower polarizing
한편, 전압 온(on) 상태의 도 2b에 도시한 바와 같이, 전압이 온(on) 되면 즉, 상부 공통전극(53)과 하부 화소전극(43)에 전압이 인가되고 그 전압차에 의해 액정(57a, 57b)에 전계가 인가되면 상기 액정층(57)의 중앙부에 위치한 액정분자(57a)들의 광축이 상기 인가된 전계에 평행하게 되어 90° 비틀린 구조가 풀리게 된다. On the other hand, as shown in FIG. 2B in the voltage on state, when the voltage is turned on, that is, a voltage is applied to the upper
따라서, 전압 온(on) 상태에서는 하부 편광판(61)을 통과하여 입사되는 선편광은 상기 액정층(57)을 통과하면서 그 편광특성이 그대로 유지되어 상부 편광판(63)을 통과하지 못한다.Therefore, in the voltage on state, the linearly polarized light incident through the
이러한, 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치는 개구율이 비교적 높아 휘도가 우수한 장점이 있으나, 하 시야각에서 즉, 상기 액정표시장치의 정면을 기준으로 그 하측에서 상기 액정표시장치를 바라보았을 때 어두운 계조가 밝은 계조보다 더 밝게 보이는 계조반전(Gray-inversion) 현상이 나타나는 단점이 있다. Such a twisted nematic mode liquid crystal display has an advantage that the aperture ratio is relatively high and the brightness is excellent. However, when the LCD is viewed from the lower side of the viewing angle, that is, the lower side of the front side of the liquid crystal display, the gray scale is bright. The gray-inversion phenomenon that appears brighter than the gray scale appears.
도 3은 종래의 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치의 블랙에서 화이트까지 9단계의 계조를 상하 시야각별로 휘도 특성을 나타낸 그래프이다. 이때 x축은 시야각을 세로축은 휘도를 나타내며, 액정표시장치의 중앙을 정면에서 바라보았을 때를 시야각 0°를 정면을 기준으로 하측에서 바라본 각도를 '-'로 상측에서 바라본 각도를 '+'로 나타내었다. FIG. 3 is a graph illustrating luminance characteristics according to up and down viewing angles of nine levels of gray levels from black to white of a conventional twisted nematic mode liquid crystal display. In this case, the x axis represents the viewing angle and the vertical axis represents the luminance. When the center of the LCD is viewed from the front, the angle viewed from the lower side with a viewing angle of 0 ° from the front is represented by '-' and the angle viewed from the upper side is represented by '+'. It was.
도시한 바와 같이, 하 시야각 약 15°에서 계조반전이 발생하기 시작하며, 그 보다 큰 각도를 갖는 영역에 대해서는 대부분의 단계의 계조에 대해 계조반전이 발생함을 알 수 있으며, 상 시야각에 있어서도 가장 밝은 화이트 계조에 대해서는 약 20°부근 및 그 이상의 각도를 갖는 영역에서는 계조반전이 발생함을 알 수 있다. 이 경우, 상 시야각에 대해서는 화이트에 대해서만 계조반전이 발생하는 바, 극히 미세하여 별 문제되지 않지만, 하 시야각의 경우 화이트 계조 뿐 아니라 여러 단계의 계조가 모두 계조반전을 보임으로써 화질저하가 심하게 발생하게 되어 큰 문제가 됨을 알 수 있다. As shown, gray level inversion starts to occur at a lower viewing angle of about 15 °, and gray level inversion occurs for most of the gray levels in a region having a larger angle. It can be seen that the gray level inversion occurs in an area having an angle of about 20 ° and more for the bright white gray level. In this case, the grayscale inversion occurs only for white for the upper viewing angle, which is extremely fine. However, in the lower viewing angle, not only the white gray level but also various levels of grayscale show the gray level inversion so that the image quality deteriorates severely. It becomes a big problem.
이러한 계조반전이 발생하는 이유는 시야각에 따라서 굴절률이 변하기 때문이다. 즉, 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치에 있어 전압 오프(off) 상태일 경우, 액정이 90°틀려있는 구조가 되는 바, 어느 시야각에서 보더라도 복굴절율의 변화는 거의 발생하지 않는다. This grayscale inversion occurs because the refractive index changes depending on the viewing angle. That is, in the twisted nematic mode liquid crystal display device, when the voltage is off, the liquid crystal is twisted by 90 °, so that the birefringence change hardly occurs at any viewing angle.
하지만, 전압 온(on) 상태일 경우, 액정분자들의 평균적인 방향자(director)가 상/하 방향을 중심으로 약간 기울어 있기 때문에 액정을 통과하는 빛이 느끼는 실제의 복굴절율이 시야각에 따라 달라지게 되므로 계조반전이 발생하게 되는 것이다. However, when the voltage is on, the average director of the liquid crystal molecules is slightly inclined about the up / down direction so that the actual birefringence of light passing through the liquid crystal varies depending on the viewing angle. Therefore, gradation inversion occurs.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 계조반전에 따른 화질 저하를 최소화할 수 있는 트위스티드 네마틱 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a twisted nematic liquid crystal display device capable of minimizing image degradation caused by gray level inversion.
본 발명에 따른 트위스티드 네마틱 액정표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널의 상하부에 서로 직교하는 편광축을 가지며 각각 형성된 상부 및 하부 편광판과; 상기 상부 편광판의 외측면에 위치하여, 철부와 평탄한 표면을 갖는 기재로 구성되며, 상기 상부 편광판을 통과한 빛을 상부 또는 하부 시야각 영역으로 굴절시키는 것을 특징으로 하는 광 경로 제어 필름을 구비한 것을 특징으로 한다.The twisted nematic liquid crystal display device according to the present invention comprises: a liquid crystal panel; Upper and lower polarizing plates each having upper and lower polarization axes perpendicular to each other and formed on the upper and lower portions of the liquid crystal panel; Located on the outer surface of the upper polarizing plate, consisting of a substrate having a convex portion and a flat surface, and comprises a light path control film, characterized in that for refracting the light passing through the upper polarizing plate to the upper or lower viewing angle region It is done.
이때, 상기 철부는, 상기 기재의 표면을 기준으로 그 단면 모양이 직각삼각형 또는 이등변 삼각형 형태인 것이 특징이며, 상기 이등변 삼각형은 밑변이 상기 기재면과 접촉하는 형태이며, 상기 직각삼각형은 빗변 이외의 변이 상기 기재면과 접촉하는 형태가 되며 상기 빗변이 상기 기재면에 대해 경사를 이루는 것이 특징이다. At this time, the convex portion, characterized in that the cross-sectional shape of the basis of the surface of the substrate is a right triangle or isosceles triangle shape, the isosceles triangle is a form that the base side is in contact with the substrate surface, the right triangle is other than the hypotenuse It is characterized in that the side is in contact with the substrate surface and the hypotenuse is inclined with respect to the substrate surface.
또한, 상기 철부는 상기 기재면을 기준으로 돌출된 부분의 단면모양이 서로 다른 제 1, 2 패턴과 상기 기재면과 나란한 표면을 갖는 직사각형 형태의 제 3 패턴이 하나의 단위유닛으로 하는 것이 특징이며, 이때, 상기 제 1 패턴은 하나의 밑변이 상기 기재면과 접촉하는 형태의 직각삼각형, 상기 제 2 패턴은 밑변이 상기 기재면과 접촉하는 이등변 삼각형인 것이 특징이다. 이때, 상기 단위유닛은 제 3 패턴, 제 1 패턴, 제 3 패턴, 제 2 패턴, 제 3 패턴의 순으로 나열된 구조를 갖는 것이 특징이며, 상기 단위유닛은 그 크기가 상기 액정패널 내 하나의 화소영역에 대응되는 크기를 가지며, 상기 단위유닛의 크기를 10으로 할 때, 하나의 화소영역 내에서의 제 3 패턴, 제 1 패턴, 제 3 패턴, 제 2 패턴, 제 3 패턴의 면적 점유율 은 각각 1.5, 3, 2, 2, 1.5이 되도록 형성된 것이 특징이다. In addition, the convex portion is characterized in that the first unit and the second pattern having different cross-sectional shapes of the protruding portion relative to the base surface and the third pattern of the rectangular form having a parallel surface with the base surface as one unit unit. In this case, the first pattern is a right triangle of the form where one base is in contact with the base surface, and the second pattern is an isosceles triangle where the base is in contact with the base surface. In this case, the unit unit has a structure arranged in the order of the third pattern, the first pattern, the third pattern, the second pattern, the third pattern, the unit unit is the size of one pixel in the liquid crystal panel When the size of the unit unit is 10, the area occupancy of the third pattern, the first pattern, the third pattern, the second pattern, and the third pattern in one pixel area is respectively Characterized in that formed to be 1.5, 3, 2, 2, 1.5.
또한, 상기 광경로 제어 필름에 있어 상기 철부를 통과하여 나오는 빛의 굴절각은, 상기 철부의 상면 또는 측변이 상기 기재면과 이루는 각도를 조절하여 제어되는 것이 특징이다. In addition, in the optical path control film, the angle of refraction of the light passing through the convex portion is controlled by adjusting an angle at which the upper surface or the side edge of the convex portion forms with the substrate surface.
또한, 상기 광 경로 제어 필름은 상기 철부가 상기 상부 편광판과 접촉하며 구성되거나 또는 상기 기재가 상기 상부 편광판과 접촉하도록 구비된 것이 특징이다. In addition, the optical path control film is characterized in that the convex portion is configured in contact with the upper polarizing plate or the substrate is provided so as to contact the upper polarizing plate.
또한, 상기 기재 및 철부는 PMMA(polymethylmethacrylate), 염화비닐, 아크릴계 수지, PC(polycarbonate)계, PET(polyethylene therephtalate)계, PE(polyethylene)계, PS(polystryrene)계, PP(polypropylene)계, PI(polyimide)계 수지로 이루어진 것이 바람직하다. In addition, the substrate and the iron portion is PMMA (polymethylmethacrylate), vinyl chloride, acrylic resin, PC (polycarbonate), PET (polyethylene therephtalate), PE (polyethylene), PS (polystryrene), PP (polypropylene), PI It is preferable that it consists of (polyimide) resin.
또한, 상기 액정패널은, 공통전극이 형성된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 마주하며 화소전극이 형성된 제 2 기판과; 상기 제 1, 2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 공통전극과 화소전극에 의해 발생하는 수직전계에 의해 상기 액정층 내 액정분자들이 콘트롤되는 것을 특징으로 한다. The liquid crystal panel may further include a first substrate on which a common electrode is formed; A second substrate facing the first substrate and having a pixel electrode formed thereon; And a liquid crystal layer interposed between the first and second substrates, wherein the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are controlled by a vertical electric field generated by the common electrode and the pixel electrode.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에서는 계조반전을 최소화하기 위하여 액정패널을 투과하는 광을 종래 계조반전이 나타나는 방향으로 굴절시켜 계조반전의 발생되는 영역을 최소화하고자 한다.In the present invention, in order to minimize the gray scale inversion, the light transmitted through the liquid crystal panel is refracted in the direction in which the gray scale inversion occurs, thereby minimizing the area of the gray scale inversion.
즉, 액정분자들의 평균적인 방향자(director)보다 낮은 시야각에서는 계조반전이 다량 발생되었으므로 이러한 계조반전의 발생영역을 최소화하기 위해 본 발명에서는 액정패널을 투과하는 광을 특정 패턴을 갖는 광 경로 제어 필름을 통해 상기 액정패널의 하부 방향으로 굴절시킴으로써 사용자의 눈에는 더 낮은 시야각에서도 평균적인 방향자의 단축방향으로 투과하는 광을 느끼도록 하는 것이다. That is, since a large amount of gray scale inversion is generated at a viewing angle lower than the average director of liquid crystal molecules, in order to minimize the generation region of gray scale inversion, the light path control film having a specific pattern of light passing through the liquid crystal panel is minimized. By refracting in the lower direction of the liquid crystal panel through the user's eyes to feel the light transmitted in the short direction of the average director even at a lower viewing angle.
따라서, 사용자가 실질적으로 느끼게 되는 계조반전의 영역은 훨씬 줄어들게 된다. 이에 따라, 계조반전을 최소화함으로써 표시품질을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, the area of gray level inversion that the user actually feels becomes much smaller. Accordingly, display quality can be improved by minimizing grayscale inversion.
<제 1 실시예> ≪
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 경로 제어필름을 구비한 트위스티드 네마틱 액정표시장치의 개략적인 단면 구조를 도시 도면이다. 4 is a schematic cross-sectional view of a twisted nematic liquid crystal display device having an optical path control film according to a first embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 액정층(160)을 사이에 두고 합착된 하부기판(101)과 상부기판(121)으로 이루어지는 트위스티드 네마틱 모드의 액정패널(130)과, 상기 상부기판(121)의 외측면에는 특정방향의 광 투과축을 가지는 검광판의 역할을 하는 상부 편광판(143)이 구비되어 있으며, 상기 하부기판(103)의 외측면에는 상기 상부 편광판(143)의 광 투과축과 직교하는 광 투과축을 갖는 하부 편광판(141)이 구비되어 있다. As shown, the liquid
이때, 상기 액정패널(130) 내부에는 액정층(160)이 충진되어 있고, 상기 상부기판(121)의 내측면에는 공통전극(123)을 포함하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 갖는 컬러필터층(미도시)이 형성되어 있고, 상기 하부기판(101)에는 상기 공통 전극(123)과 대응되어 수직전계를 형성하는 화소전극(103)과 상기 화소전극(103)을 콘트롤하기 위한 스위칭 소자인 박막트랜지스터(미도시)를 포함하여 게이트 및 데이터 배선(미도시)이 형성되어 있다.In this case, a
또한, 본 발명의 가장 특징적인 부분으로써 상기 상부 편광판(143)의 외측면에는 상기 액정패널(130)을 투과한 빛을 제어하기 위한 광 경로 제어 필름(150)이 형성되어 있다. 이때, 상기 광 경로 제어필름(150)은 상기 상부 편광판(143)을 통과한 빛을 특정방향으로 굴절시키는 역할을 한다. In addition, an optical path control
전술한 구조를 갖는 액정표시장치(100)는 상기 액정패널(130)의 공통전극(123)과 화소전극(103)에 전압이 인가되고 이에 의해 수직 전계가 발생된 온(on) 상태에서는 상기 액정층(160)의 가운데 위치한 액정분자(161)들의 광축이 상기 수직전계에 평행하게 되어 비틀린 구조가 풀리게 되며, 이때, 상기 액정층(160) 내의 액정분자(161)들의 평균 방향자(director)는 상/하 방향을 중심으로 약간 기울어 있게 된다. In the liquid
따라서, 상기 하부 편광판(141)을 통과하여 상기 액정패널(130)에 입사되는 편광된 빛은 상기 액정층(160)을 통과하면서 그 편광특성이 그대로 유지되어 상부 편광판(143)을 통과하지 못하게 됨으로써 블랙이 구현된다.Therefore, the polarized light passing through the
여기서, 상기 상부 편광판(143)을 투과한 빛은 상기 광 경로 제어 필름(150)에 의해 상기 액정패널(110)의 하부쪽으로 굴절되게 된다. 이에 따라, 액정분자(161)들의 평균방향자의 단축방향으로 투과하는 빛은 상기 액정패널(130)의 출사면에서 상기 액정패널(130)의 하부 방향으로 굴절하게 됨으로써 사용자의 눈에는 더 낮은 시야각에서도 상기 평균방향자의 단축방향으로 투과하는 빛을 느끼게 된다. Here, the light transmitted through the
따라서, 사용자가 실질적으로 느끼게 되는 계조반전 영역은 훨씬 줄어들게 되는 것이다. Therefore, the gray level inversion area that the user actually feels becomes much smaller.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 구비되는 광 경로 제어필름의 확대 단면도를 각각 나타낸 것이다.5A and 5B are enlarged cross-sectional views of optical path control films provided in the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention, respectively.
이들 도면을 참조하면, 상기 광 경로 제어필름(170, 180)은 크게 2부분으로 구성된다. 즉, 양면이 매끄러운 기재(170a, 180b)와, 상기 기재(170a. 180a)의 상면 또는 하면에 상기 평탄한 기재의 각면 각각에 대해 굴절방향으로의 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 삼각형 형태의 철부(170b, 180b)로 이루어진다. Referring to these drawings, the optical path control
구체적으로, 기재(170a, 180a)와 철부(170a, 180b)를 이루는 재질로는 PMMA(polymethylmethacrylate), 염화비닐, 아크릴계 수지, PC(polycarbonate)계, PET(polyethylene therephtalate)계, PE(polyethylene)계, PS(polystryrene)계, PP(polypropylene)계, PI(polyimide)계 수지, 유리, 실리카 등이 이용될 수 있다.Specifically, the materials forming the
이때, 상기 기재(170a, 180a) 및 철부(170b, 180b)를 이루는 재질의 굴절율을 살펴보면, 일반적으로 PMMA은 1.49, PC는 1.53, PS는 1.58, PP는 1.49, PET은 1.57, PS는 1.59 정도가 된다. At this time, looking at the refractive index of the material forming the substrate (170a, 180a) and the convex portion (170b, 180b), generally PMMA 1.49, PC 1.53, PS 1.58, PP 1.49, PET 1.57, PS about 1.59 Becomes
한편, 도 5a에 따른 광 경로 제어 필름(170)을 구조를 조금 더 상세히 설명하면, 상기 상부 편광판(143)과 부착되는 부분이 요철형태를 가지며 형성되고 있으며, 상기 요철 형태 중 철부(170b)는 그 단면모양이 한 변의 길이가 다른 한 변 의 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 직각 삼각형 형태로써 형성되고 있다. 이때, 상부 편광판(143)과 빗변과 밑변(최단면)이 만나는 꼭지점이 접촉하도록 구비되고 있는 것이 특징이다.On the other hand, when the structure of the optical path control
이때, 전술한 바와 같은 구조를 갖는 광 경로 제어필름(170)을 통과하는 빛의 진행에 경로에 대해 설명한다.At this time, the path to the progress of light passing through the optical path control
도 5a에 도시한 형태를 갖는 광 경로 제어필름(170)에 입사하는 빛의 경로를 도시한 도 6a를 참조하면, 상기 상부 편광판(143)을 통과하여 상기 광 경로 제어필름(170)에 대해 수직한 방향으로 입사된 빛은, 상기 단면이 직각 삼각형 구조를 갖는 철부(170b)에 대해 θa의 각도를 가지며 입사됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 6A, which illustrates the path of light incident on the optical path control
또한, 이렇게 광 경로 제어필름(170)에 대해 θa의 각도를 가지며 입사된 빛은 상기 광 경로 제어필름(170)에서 공기층으로 나아갈 때 스넬의 법칙에 입각하여 θ의 각도를 가지며 액정패널의 하부 시야각 방향으로 굴절되어 나가게 됨으로써 하부 시야각의 계조반전이 되는 각도를 작게 하거나 또는 발생하지 않도록 형성되도록 하는 것이다.In addition, the incident light has an angle of θa with respect to the optical path control
이때, 스넬의 법칙은 At this time, Snell's law
n1sinθ1 = n2sinθ2의 식으로 표현되며, 이때, n1, n2는 각각 굴절율을, θ1은 입사각, θ2는 굴절각을 나타낸다.n 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2 , where n 1 and n 2 represent refractive indices, θ 1 represents an angle of incidence, and θ 2 represents a refractive angle.
이를 이용하여 상기 광 경로 제어필름(170)의 상기 철부(170b)에 대해 θa의 각도를 가지고 입사한 빛의 상기 광 경로 제어필름(170)을 통과한 후의 굴절각θ를 구해보면, 상기 굴절각 θ에 대한 사인 값은, Using this, the refractive angle θ after passing through the optical path control
---① --- ①
로 표시될 수 있다. 이때, n은 상기 광 경로 제어필름(170)의 굴절율이며, 상기 광 경로 제어필름(170)을 통과한 빛은 공기층으로 출사되므로 n'은 공기층의 굴절율이 된다. . ≪ / RTI > In this case, n is the refractive index of the optical path control
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 경로 제어 필름이 구비된 트위스티드 모드 액정표시장치의 블랙에서 화이트까지 9단계의 계조를 상하 시야각별로 계조변화를 도시한 그래프이다. 이때, 상기 그래프는 도 5a에 도시한 광 경로 제어필름(170)을 사용하였으며, 상기 철부의 빗면 경사각(θa)이 기재에 대해 44°를 가져, 상기 기재에 대해 수직하게 입사되는 빛이 상기 철부의 빗면에 수직한 법선에 대해 44°의 입사각을 갖도록 한 것에 대한 계조변화를 도시하였다. FIG. 7 is a graph illustrating gradation changes for up to down viewing angles of nine levels of gradation from black to white of the twisted mode liquid crystal display equipped with the optical path control film according to the first embodiment of the present invention. In this case, the graph uses the optical path control
종래의 광 경로 제어필름을 부착하지 않은 액정표시장치의 경우, 도 3을 참조하면 -15° 정도의 하부시야각 영역에서부터 계조반전 현상이 발생하였으나, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 경로 제어필름을 구비한 액정표시장치의 경우, 도시한 바와 같이, -15° 이하의 하부시야각 영역에 있어서 계조 반전을 보이는 부분이 없음을 알 수 있으며, 상부시야각 영역에 대해서도 계조반전 부분은 발생하지 않고 있음을 알 수 있다. In the case of a liquid crystal display device without a conventional optical path control film, referring to FIG. 3, a gray level inversion phenomenon occurs from a lower viewing angle region of about -15 °, but the optical path control film according to the first embodiment of the present invention In the case of the liquid crystal display device having the present invention, it can be seen that there is no part showing gray level inversion in the lower viewing angle region of -15 ° or less, and that no gray level inversion portion occurs in the upper viewing angle region. Able to know.
한편, 도 5b를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예의 따른 또 다른 광 경로 제어 필름(180)의 구조를 살펴보면, 상기 상부 편광판(143)과 부착되는 면은 평탄한 구조의 기재(180a)부분이 되며, 대신 상기 상부 편광판(143)에 부착되는 면의 반대면이 요철구조를 가지는 철부(180b)가 형성되고 있으며, 이 경우, 상기 철부(180b)가 직각삼각형 형태를 이루며, 상기 삼각형의 철부(180b)는 빗변이 상부로 그리고 밑변(최단면)이 측면에 위치하도록 배치된 것이 특징이다. Meanwhile, referring to FIG. 5B, the structure of another optical path control
이때, 전술한 바와 같은 구조를 갖는 광 경로 제어필름(180)을 통과하는 빛의 진행에 경로에 대해 설명한다.At this time, the path to the progress of light passing through the optical path control
도 5b에 도시한 형태를 갖는 광 경로 제어필름(180)에 입사하는 빛의 경로를 도시한 도 6b를 참조하면, 상기 상부 편광판(143)을 통과하여 상기 광 경로 제어필름(180)에 대해 수직한 방향으로 입사된 빛은, 상기 광 경로 제어 필름(180)의 기재(180a)에 대해서는 수직한 진행 상태를 유지하며, 상기 기재(180a)면에 대해 θa의 경사면을 가지며 그 단면이 직각삼각형 형태를 갖는 철부(180b)의 빗변에 대해 θa를 가지며 입사되며, 상기 빗변에 대해 θ의 굴절각을 가지며 출사됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 6B, which illustrates a path of light incident on the optical path control
이 경우도 마찬가지로 이렇게 광 경로 제어필름(180)의 기재(180b)에 대해 수직하게 입사된 빛은 상기 광 경로 제어필름(180)에서 공기층으로 나아갈 때 스넬의 법칙에 입각하여 θ의 각도를 가지며 액정패널(미도시)의 하부시야각 방향으로 굴절되어 나가게 됨으로써 하부 시야각 영역에서의 계조반전이 되는 각도를 작게 형성되도록 하는 것이다.In this case as well, the light incident perpendicularly to the
이때, 상기 굴절각θ는 아래의 식으로 표현된다.In this case, the refractive angle θ is expressed by the following equation.
---② --- ②
이때, n은 상기 광 경로 제어필름(180)의 굴절율이고, n'은 출사층 즉 공기층의 굴절율이 된다.In this case, n is the refractive index of the light
이 경우도 마찬가지로 비록 상부 및 하부 시야각 영역에서의 계조변화에 따른 그래프는 제시하지 않았지만, 전술한 도 5a에 제시된 광 경로 제어 필름과 동일한 결과를 얻을 수 있다.In this case as well, although the graph according to the gradation change in the upper and lower viewing angle regions is not presented, the same result as the optical path control film shown in FIG. 5A can be obtained.
<제 2 실시예> ≪
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 경로 제어필름을 구비한 트위스티드 네마틱 액정표시장치의 개략적인 단면 구조를 도시한 것이다. 8 is a schematic cross-sectional structure of a twisted nematic liquid crystal display device having an optical path control film according to a second embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 액정층(260)을 사이에 두고 합착된 하부기판(201)과 상부기판(221)으로 이루어지는 트위스티드 네마틱 모드의 액정패널(230)과, 상기 상부기판(221)의 외측면에는 특정방향의 광 투과축을 가지는 검광판의 역할을 하는 상부 편광판(243)이 구비되어 있으며, 상기 하부기판(203)의 외측면에는 상기 상부 편광판(243)의 광 투과축과 직교하는 광 투과축을 갖는 하부 편광판(241)이 구비되어 있다. As shown, the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention is a liquid crystal panel of a twisted nematic mode including a
이때, 상기 액정패널(230) 내부에는 액정층(260)이 충진되어 있고, 상기 상부기판(221)의 내측면에는 공통전극(223)을 포함하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 갖는 컬러필터층(미도시)이 형성되어 있고, 상기 하부기판(201)에는 상기 공통 전극(223)과 대응되어 수직전계를 형성하는 화소전극(203)과 상기 화소전극(203)을 콘트롤하기 위한 스위칭 소자인 박막트랜지스터(미도시)를 포함하여 게이트 및 데이터 배선(미도시)이 형성되어 있다.In this case, a
한편, 본 발명의 가장 특징적인 부분으로써 상기 상부 편광판(243)의 외측면에는 상기 액정패널(230)을 투과한 빛을 제어하기 위한 광 경로 제어 필름(250)이 형성되어 있다. 이때, 상기 광경로 제어 필름(250)은 상기 상부 편광판(243)을 통과한 빛을 특정방향으로 굴절시키는 역할을 한다. On the other hand, as the most characteristic part of the present invention, the optical path control
여기서, 상기 상부 편광판(243)을 투과한 빛은 상기 광경로 제어 필름(250)에 의해 액정패널(230)의 상부 및 하부 시야각 방향쪽으로 굴절되게 된다. 이에 따라, 액정분자(261)들의 평균방향자의 단축방향으로 투과하는 빛은 상기 액정패널(230)의 출사면에서 상기 액정패널(230)의 하부 또는 상부 시야각 방향으로 굴절하게 됨으로써 사용자의 눈에는 더 낮은 시야각 및 더 높은 시야각에서도 상기 평균방향자의 단축방향으로 투과하는 빛을 느끼게 된다. Here, the light transmitted through the
따라서, 사용자가 상기 액정표시장치(200)를 하시야각 영역 또는 상시야각 영역에서 바라볼 때, 실질적으로 느끼게 되는 계조반전 영역은 훨씬 줄어들게 되는 것이다. Therefore, when the user views the
이러한 특성을 갖는 액정표시장치는 액정표시장치의 중앙부에서의 휘도는 떨어지게 되지만, 눈높이 보다 높은 곳에 부착하는 벽걸이용 TV등으로 이용하게 되면 상기 액정표시장치를 하부에서 상부로 바라다보게 되는 바, 이러한 상태에서도 계조반전이 없는 우수한 표시품질의 시청이 가능하게 된다. The liquid crystal display device having such a characteristic has a lower luminance at the center of the liquid crystal display device, but when used as a wall-mounted TV attached to a higher eye level, the liquid crystal display device is viewed from the bottom to the top. In this case, viewing of excellent display quality without gray scale inversion becomes possible.
도 9a와 도 9b는 본 발명에 제 2 실시예에 따른 액정표시장치에 구비되는 광 경로 제어필름의 확대 단면도를 각각 나타낸 것이다. 이때, 상기 제 2 실시예에 따른 광 경로 제어 필름의 그 재질은 전술한 제 1 실시예에서 언급한 동일 재질로 이루어지는 바, 이에 대해서는 그 설명을 생략한다. 도 9a와 도 9b를 통해 제시된 제 2 실시예에 따른 광 경로 제어필름(270, 280)들은 각각 평탄한 표면을 갖는 기재(270a, 280a)와 상기 기재(270a, 280a)의 하면 또는 상면에 대해 그 단면이 이등변 삼각형 구조를 갖는 철부(270b, 280b)가 형성되고 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 철부(270b, 280b)는 그 밑변이 각각 상기 기재(270a, 280b)의 하면과 상면에 부착되는 구조가 됨으로써 상기 철부(270b, 280b)가 액정패널(미도시)을 통과한 빛을 상, 하 방향으로 꺾어주고 섞어주는 역할을 하게 된다.9A and 9B show enlarged cross-sectional views of the optical path control film provided in the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention, respectively. At this time, the material of the optical path control film according to the second embodiment is made of the same material mentioned in the first embodiment described above, the description thereof will be omitted. 9A and 9B, the optical path control
이때, 상기 철부(270b, 280b)의 빗변이 만나서 이루는 꼭지점의 각도를 조절함으로써 상기 광 경로 제어필름(270, 280)을 출사한 빛이 액정표시장치의 상부 및 하부 시야각 방향으로 꺾어지는 각도를 조절하게 된다.At this time, by adjusting the angle of the vertex formed by the hypotenuse of the convex portion (270b, 280b) to adjust the angle of the light exiting the optical path control film (270, 280) bent in the upper and lower viewing angle direction of the liquid crystal display device Done.
도 9a는 상기 철부(270b)가 상부 편광판(243)의 표면과 접촉하며 구성됨을 보이고 있으며, 도 9b는 기재(280a)가 상기 상부 편광판(243)과 접촉하며 철부(280b)가 외측면에 형성되게 됨을 보이고 있다.9A shows that the
한편, 도 9a에 도시한 형태를 갖는 광 경로 제어필름(270)에 입사하는 빛의 경로를 도시한 도 10a를 참조하면, 상기 상부 편광판(243)을 통과하여 상기 광 경로 제어필름(270)에 대해 수직한 방향으로 입사된 빛은, 상기 단면이 이등변 삼각형 구조를 갖는 철부(270b)에 대해 θa의 각도를 가지며 입사되며, 이때 상기 철 부(270b)의 꼭지점의 각도를 θb라 가정하며, 상기 광 경로 제어필름(270)외부로 출사되는 빛의 상기 기재(270a)의 표면에 대한 각도를 θ라 할 때, 상기 광 경로 제어필름(270)에 의해 최종적으로 상기 기재(270a)를 통과하는 빛의 상기 기재(270a) 표면에 대해 굴절된 각 θ는 상기 제 1 실시에 언급한 ①식과 동일한 식으로 즉,Meanwhile, referring to FIG. 10A, which illustrates the path of light incident on the optical path control
으로 표현되며, Expressed as
이때, 상기 철부(270b)로의 입사각 θa는 다음 식으로 표시될 수 있다.In this case, the incident angle θa to the
따라서, 상기 철부(270b)의 꼭지점의 각도 θb를 변경함으로써 상기 광 경로 제어필름(270)에 입사되는 빛의 입사각을 변경시킬 수 있으며, 이에 의해 상기 광 경로 제어필름(270)을 빠져나가는 빛의 굴절각을 조절할 수 있다.Therefore, the incident angle of light incident on the optical path control
도 11은 도 9a에 제시된 구조를 갖는 광 경로 제어필름(270)을 구비한 트위스트 네마틱 모드 액정표시장치의 블랙에서 화이트까지 9단계의 계조를 상하 시야각별로 계조변화를 도시한 그래프이다. 이때, 상기 철부의 빗변과 기재의 표면이 이루는 각도 즉 빛이 상기 철부로 입사되는 각도가 70°, 꼭지점의 각도 40°를 갖는 것에 대한 계조변화를 도시하였다. FIG. 11 is a graph illustrating gradation change for each of the upper and lower viewing angles of the gradation of nine levels from black to white of the twisted nematic mode liquid crystal display having the optical path control
도시한 바와 같이, 9단계의 화이트 및 블랙 계조에 대해서 서로 교차되는 부분이 없으므로 계조반전이 이루어지는 곳은 없음을 알 수 있다. As shown in the figure, there is no place where the gray level inversion occurs because there is no intersection with each other for the white and black gray levels of the nine steps.
또한, 제 2 실시예에 제시된 광 경로 제어필름 특성상 상기 광 경로 제어필름 내부로 입사된 빛을 액정표시장치의 상부 및 하부로 굴절시켜 빛을 출사시키는 바, 상기 액정표시장치의 정면에서의 휘도는 전체적으로 떨어지게 됨을 알 수 있다.In addition, due to the characteristics of the optical path control film shown in the second embodiment, the light incident to the inside of the optical path control film is refracted to the upper and lower parts of the liquid crystal display to emit light. It can be seen that the overall fall.
도 12와 도 13은 도 9a에 제시된 광 경로 제어필름을 구비한 본 발명의 제 2 실시예에 따를 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치와 광 경로 제어필름을 구비하지 않는 일반적인 트위스티드 네마틱 액정표시장치의 화이트 계조의 시야각에 따른 변화와 콘트라스트 비의 변화를 각각 도시한 그래프이다. 이때 백색점으로 나타낸 것이 일반적인 액정표시장치이며, 흑색점으로 나타낸 것이 본 발명에 따른 액정표시장치이다.12 and 13 illustrate a twisted nematic mode liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention having the light path control film shown in FIG. 9A and a general twisted nematic liquid crystal display device having no light path control film. It is a graph which shows the change according to the viewing angle of white grayscale, and the change of contrast ratio, respectively. In this case, the white point is a general liquid crystal display device, and the black point is a liquid crystal display device according to the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명의 따른 광 경로 제어필름을 구비한 드위스트 네마틱 모드 액정표시장치의 경우, 비록 그 중앙부 시야각 영역에 있어서는 고유의 광학적 성질로 인해 정면에서의 휘도가 저하됨을 보이고 있지만, 화이트 계조의 경우 중앙부가 아닌 상하부의 시야각 영역에서 그 휘도가 100 이상을 유지하므로 고도 시야각에서 휘도를 향상시키는 것을 알 수 있다. As shown, in the case of the twisted nematic mode liquid crystal display device having the optical path control film according to the present invention, the luminance at the front surface of the twisted nematic mode liquid crystal display device is reduced due to the inherent optical properties in the central viewing angle region. In the case of the white gradation, the luminance is maintained at 100 or more in the upper and lower viewing angle regions instead of the center portion, and thus the luminance is improved at the high viewing angle.
이러한 특성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 정면 시야각의 휘도는 낮고, 상부시야각 및 하부시야각 영역에서의 휘도 특성이 우수한 바, 사용자의 눈높이보다 하래 놓고 사용하는 모니터 또는 벽이나 천정에 부착하여 사용자의 눈 높이보다 높은 곳에 위치하도록 하는 TV 등으로 사용될 시 일반적인 액정표시장치보다 우수한 표시품질을 갖게 된다. The liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention having the above characteristics has low luminance at the front viewing angle and excellent luminance characteristics at the upper viewing angle and the lower viewing angle, so that the monitor or the wall is used below the eye level of the user. When used as a TV to be attached to the ceiling and positioned above the eye level of the user, the display quality is superior to that of a general LCD.
한편, 도 9b에 제시된 본 발명의 제 2 실시예에 의한 또 다른 광 경로 제어 필름(280)에 있어서도, 상기 광 경로 제어필름(280)에 입사하는 빛의 경로를 도시한 도 10b를 참조하면, 상부 편광판(243)을 통과하여 광 경로 제어필름(280)의 기재(280a)면에 대해 수직하게 입사된 빛은 상기 기재(280a)면에 대해 그 단면이 θa의 양끝각을 가지며 꼭지각의 크기가 θb를 갖는 이등변 삼각형 형태의 철부(280b)를 통해 출사하는 빛의 굴절각 θ는 전술한 제 1 실시예의 ②식 즉,On the other hand, also in another optical path control
으로 나타낼 수 있으며, 이때 상기 철부(280b)의 양끝각인 동시에 상기 철부(280b)로의 입사각이 되는 θa는 In this case, θa which is both end angles of the
으로 나타낼 수 있다. 이때, n은 광 경로 제어필름(280)의 굴절율을 n'은 출사층의 굴절율이 되며 이 경우 공기층이 되는 바 대략 1정도의 값을 갖게 된다.. In this case, n is the refractive index of the optical path control
이러한 도 9b에 제시된 제 2 실시예의 광 경로 제어필름을 구비한 트위스티드 네마틱 액정표시장치 또한 전술한 도 9a에 제시된 광 경로 제어필름을 부착한 액정표시장치와 동일한 결과를 얻을 수 있다.The twisted nematic liquid crystal display device having the optical path control film of the second embodiment shown in FIG. 9B may also have the same result as the liquid crystal display device having the optical path control film shown in FIG. 9A described above.
<제 3 실시예>Third Embodiment
전술한 제 1, 2 실시예에 제시된 광 경로 제어필름을 구비한 액정표시장치는 상부 또는 하부 시야각 영역에서 계조 반전이 없고 콘트라스트 비를 향상시키는 반면 액정표시장치 정면에 대해서는, 특히 제 2 실시예의 경우, 휘도가 저하됨을 알 수 있었다.The liquid crystal display device having the optical path control films shown in the first and second embodiments described above has no gray level inversion in the upper or lower viewing angle region and improves the contrast ratio, while in the case of the liquid crystal display front surface, especially in the case of the second embodiment. It was found that the luminance decreased.
따라서 제 3 실시예는 제 1, 2 실시예를 통해 제시된 광 경로 제어 필름의 형태를 최적화함으로써 모드 시야각 영역에서 계조반전이 없으며, 휘도저하가 없도록 하기 위한 광 경로 제어필름의 형태 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공한다.Therefore, in the third embodiment, the shape of the optical path control film and the liquid crystal having the same to prevent the gray level inversion in the mode viewing angle region and the luminance decrease by optimizing the shape of the optical path control film presented through the first and second embodiments Provide a display device.
즉, 제 1 및 제 2 실시예를 통해 제시된 광 경로 제어 필름의 철부의 형태를 조합함으로써 정면 시야각 영역에서도 급격한 휘도저하가 없으며 상부 및 하부 시야각에서 계조 반전이 발생하지 않도록 하는 광 경로 제어 필름을 제공한다.That is, by combining the shapes of the convex portions of the optical path control films presented through the first and second embodiments, there is provided a light path control film which does not have a sudden decrease in luminance even in the front viewing angle region and does not cause gradation inversion in the upper and lower viewing angles. do.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 경로 제어필름을 구비한 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치에 있어, 상부 편광관 및 그 상부에 부착되는 상기 광 경로 제어필름의 단위유닛의 단면을 도시한 도면이다.FIG. 14 is a cross-sectional view of an upper polarizer and a unit of the optical path control film attached to the upper polarizer in the twisted nematic mode liquid crystal display device having the optical path control film according to the third embodiment of the present invention. One drawing.
도시한 바와같이, 기재와 철부로 이루어지는 광 경로 제어필름은 다수의 서로 다른 형태를 갖는 철부가 하나의 단위유닛을 이루도록 형성된 것이 특징이다.As shown, the optical path control film composed of the base and the iron portion is characterized in that the iron portion having a plurality of different forms formed in one unit unit.
이때, 상기 단위유닛 내에 형성되는 철부들는 그 단면 모양이 제 1 실시예에 제시된 직각 삼각형 형태(제 1 철부라 칭함)와 제 2 실시예에 제시된 이등변 삼각형 형태(제 2 철부라 칭함) 그리고 이들 철부 사이로 노출된 기재 부분(이 부분은 실질적으로는 기재가 되지만 설명의 편의를 위해 제 3 철부라 칭한다.)의 3형태의 조합으로 이루어지는 것이 특징이다.In this case, the convex portions formed in the unit unit have a cross-sectional shape of the right triangular shape (called the first convex part) shown in the first embodiment and the isosceles triangular shape (called the second convex part) shown in the second embodiment, and these convex parts. It is characterized by consisting of a combination of three types of substrate portions exposed in between (this portion is substantially a substrate, but is referred to as a third convex portion for convenience of explanation).
제 3 실시예에 따른 광 경로 제어필름(370)의 단면 형태의 일례로써 제시된 도 14에 따른 광 경로 제어필름(370)의 단위유닛의 형태는 상기 제 3 철부(370a) 사이에 각각 제 1 철부(370b)와 제 2 철부(370c)가 교대하는 형태를 갖고 있다. 즉, 제 3 철부(1.5)(370a)/제 1 철부(3)(370b)/제 3 철부(2)(370a)/제 2 철부(2)(370c)/제 3 철부(1.5)(370c)를 갖는 것이 특징이다. The shape of the unit unit of the optical path control
이때, 상기 단위유닛은 액정패널의 서로 교차하여 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의되는 하나의 화소영역 내에 충분이 대응되도록 형성될 수 있을 정도의 크기로써 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 각 단위유닛 내의 각 철부(370a, 370b, 370c)들은 스트라이프 타입으로 구성될 수 있으며, 만약 스트라이프가 이를 정면에서 바라보았을 경우, 가로방향으로 형성된다고 하면, 세로방향에 대해서는 각 화소영역 내에 상기 하나의 단위유닛을 이루는 모든 철부(370a, 370b, 370c)들이 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다. In this case, the unit unit is preferably formed to have a size enough to correspond to one pixel area defined by the gate and the data line to cross each other of the liquid crystal panel. In this case, each of the
이때, 상기 도면에 표시된 수치는 그 크기를 10으로 하는 하나의 화소영역 내에 각 철부(370a, 370b, 370c)가 상기 화소영역 내에서 점유하는 면적비의 일례를 나타낸 것이다. In this case, the numerical values shown in the drawing show an example of the area ratio occupied by the
이렇게 제 3 철부(1.5)(370a)/제 1 철부(3)(370b)/제 3 철부(2)(370a)/제 2 철부(2)(370c)/제 3 철부(1.5)(370c)로 구성되는 면적비를 갖도록 형성된 단위유닛을 갖는 광 경로 제어필름(370)을 구비한 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치의 블랙에서 화이트까지 9단계의 계조를 상하 시야각별로 계조변화를 도시한 그래프인 도 15를 참조하면, 중앙 시야각 영역에 있어서도 휘도가 저하되지 않으며, 전 시야각 영역에 있어 계조반전이 발생하지 않고 있음을 알 수 있다. Thus, the third convex portion (1.5) (370a) / the first convex portion (3) (370b) / the third convex portion (2) (370a) / the second convex portion (2) (370c) / third convex portion (1.5) (370c) FIG. 15 is a graph showing gradation change for each of the upper and lower viewing angles of the nine levels of gradation from black to white of the twisted nematic mode liquid crystal display having the optical path control
이상 전술한 실시예들은 단순히 본 발명의 일례를 보인 것 뿐이며, 설명한 내용을 통해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.The above embodiments are merely examples of the present invention, and various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention through the described contents.
본 발명에 따른 광 경로 제어필름을 구비한 액정표시장치는 액정패널을 투과한 광을 액정표시장치의 하부 시야각 또는 상부 시야각 방향으로 굴절시킴으로써 특히 하시야각 영역에서의 계조반전 등을 방지하며 나아가 계조반전에 따른 화질 저하를 방지하는 효과가 있다.The liquid crystal display device having the optical path control film according to the present invention refracts the light transmitted through the liquid crystal panel in the direction of the lower viewing angle or the upper viewing angle of the liquid crystal display device, thereby preventing the grayscale inversion in the field of the field of view, and further, the grayscale inversion. There is an effect of preventing the deterioration of the image quality.
또한, 특정 단면 형태를 갖는 철부를 하나의 단위유닛으로 구성한 광 경로 제어필름을 구비함으로써 전 시야각 범위에 있어 계조반전을 방지하며, 나아가 중앙부의 휘도 저하를 방지하는 효과가 있다. In addition, by providing the optical path control film composed of the convex portion having a specific cross-sectional form as one unit unit, it is possible to prevent the grayscale inversion in the entire viewing angle range, and further to prevent the luminance decrease in the central portion.
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Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101314486B1 (en) * | 2011-07-06 | 2013-10-07 | (주)이노웍스 | Viewing angle controlling sheet formed on a display device |
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EP3832361A4 (en) * | 2018-07-27 | 2021-09-29 | Lg Chem, Ltd. | Method for manufacturing viewing angle compensation film, method for manufacturing polarizing plate, viewing angle compensation film, polarizing plate, and display device including same |
KR102549924B1 (en) | 2018-09-11 | 2023-06-30 | 삼성디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001033783A (en) | 1999-05-17 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid crystal display element and liquid crystal display device utilizing the same |
JP2003107244A (en) | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Casio Comput Co Ltd | Liquid crystal polymer film and its manufacturing method |
-
2006
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001033783A (en) | 1999-05-17 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid crystal display element and liquid crystal display device utilizing the same |
JP2003107244A (en) | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Casio Comput Co Ltd | Liquid crystal polymer film and its manufacturing method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11525948B2 (en) | 2019-09-18 | 2022-12-13 | Samsung Display Co., Ltd. | Optical sheet, method of manufacturing the same, and display apparatus having the same |
Also Published As
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