KR101485773B1 - Retardation film and wideviewing twist nematic liquid crystal display comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정의 광학물성을 갖는 기재층 및 디스코틱액정코팅층을 포함하는 위상차 필름과, 상기 위상차 필름이 적층된 편광판을 사용하여 전압 인가 시 전방위 시야에서 암(Black)상태를 완벽하게 구현함으로써 넓은 시야각 확보가 가능한 트위스트네마틱(TN)모드 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a retardation film comprising a base layer having a specific optical property and a discotic liquid crystal coating layer, and a polarizing plate in which the retardation film is laminated, And a twisted nematic (TN) mode liquid crystal display device capable of securing a viewing angle.

액정표시장치, 편광판, 디스코틱액정코팅층 A liquid crystal display, a polarizing plate, a discotic liquid crystal coating layer

Description

위상차 필름 및 이를 포함하는 광시야각 트위스트네마틱모드 액정표시장치{RETARDATION FILM AND WIDEVIEWING TWIST NEMATIC LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a retardation film and a wide viewing angle twisted nematic mode liquid crystal display including the retardation film,

본 발명은 전압이 인가된 상태의 모든 시야각에 있어서 암(Black)상태를 구현하여 광시야각 실현이 가능하도록 특정의 광학물성을 갖는 기재층 및 디스코틱액정코팅층을 포함하는 위상차 필름이 적층되어 이루어진 트위스트네마틱(TWIST NEMATIC, 이하, 'TN'이라 함)모드 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the liquid crystal display device, which are capable of realizing a black state at all viewing angles in a state in which a voltage is applied, (Hereinafter referred to as " TN ") mode liquid crystal display device.

액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 대중적인 화상표시장치로 널리 사용되고 있다. 그러나, 이의 여러 우수한 특성에도 불구하고 좁은 시야각이 대표적인 단점으로 지적되고 있다. 이에 위상차 필름 등과 같은 기능성 광학필름을 적용시켜 광시야각을 확보하기 위한 기술이 등장했고, 초기에 등장한 TN(Twisted Nematic) 모드에서 나아가 기능성 광학필름을 사용하지 않고도 광시야각 기술 구현이 가능한 새로운 액정모드들이 제시되었다.2. Description of the Related Art A liquid crystal display (LCD) is widely used as a popular image display device. However, despite its many excellent properties, a narrow viewing angle has been pointed out as a typical drawback. A technology for securing a wide viewing angle by applying a functional optical film such as a retardation film has appeared, and new liquid crystal modes capable of realizing a wide viewing angle technology without using a functional optical film in an initial TN (Twisted Nematic) mode Was presented.

액정표시장치는 액정셀의 양쪽 외측에 빛을 편광시키기 위한 편광판이 필요하고, 일반적으로 상기 편광판은 편광자를 중심으로 양면에 보호필름이 위치하며 액정셀 쪽은 시야각을 보상하기 위해 위상차 필름 등의 기능성 필름이 추가로 사용된다. 최근에 위상차 필름은 시야각 보상의 역할 뿐만 아니라 보호필름의 역할까지 하는 경우가 일반적이다.The liquid crystal display device requires a polarizing plate for polarizing light on both sides of the liquid crystal cell. Generally, the polarizing plate has a protective film on both sides of the polarizer, and a liquid crystal cell has a functional Further films are used. In recent years, the retardation film generally serves not only as a viewing angle compensation but also as a protective film.

한편 TN모드는 전압을 인가하지 않은 상태에서는 액정이 90도 꼬여있는 형태를 가지고, 전압을 인가하는 경우에는 상하 기판 사이에 액정이 수직으로 배향하게 된다. 그러나 전압이 인가되더라도 기판에 가까이 위치한 액정은 액정기판에 대해 수직으로 배향되지 못하는 액정들이 존재하며, 이는 TN모드에서 암(BLACK)을 표시할 때 사면(斜面)에서 화상의 품질을 떨어뜨리는 가장 큰 이유로 작용하게 된다. 암(BLACK)을 표시할 때 수직으로 배향되지 않는 기판에 가까이 위치한 액정을 보상하기 위해서 편광자의 보호층으로 쓰이는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 위에 디스코틱 형상의 액정을 코팅한 필름을 사용하는데, 디스코틱액정은 한 쪽 방향으로 틸트각(Tilt Angle)을 가진다. 상기 디스코틱액정을 틸트(Tilt)시켜 시야각 보상을 구현하지만 디스코틱액정을 틸트시키는 것만으로는 완벽한 암(Black) 상태의 구현은 불가능하다.On the other hand, the TN mode has a form in which the liquid crystal is twisted by 90 degrees when no voltage is applied, and the liquid crystal is vertically aligned between the upper and lower substrates when a voltage is applied. However, even when a voltage is applied, liquid crystals located close to the substrate exist liquid crystals that can not be vertically aligned with respect to the liquid crystal substrate, which is the largest (lowest) image quality at the slope when displaying the BLACK in TN mode . In order to compensate for the liquid crystal located close to the substrate which is not vertically oriented when displaying the black (black), a film coated with a discotic liquid crystal on a triacetyl cellulose (TAC) used as a protective layer of a polarizer is used, The liquid crystal has a tilt angle in one direction. Although the viewing angle compensation is implemented by tilting the discotic liquid crystal, it is impossible to realize a complete black state simply by tilting the discotic liquid crystal.

본 발명은 디스코틱액정을 코팅한 필름이 적용된 종래의 TN모드 액정표시장치가 암(Black)상태의 완벽한 구현이 어렵다는 문제를 개선하기 위한 것으로, 이는 디스코틱액정의 코팅필름이 TN 액정셀에 대한 보상만을 수행할 뿐 상기 TN 액정셀과 축 보상이 동시에 이루어지지 않기 때문에 발생된다는 것을 알게 되었다.DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problem that the conventional TN mode liquid crystal display device to which a film coated with a discotic liquid crystal is applied is difficult to implement in a black state completely because the discotic liquid crystal coating film is used for a TN liquid crystal cell And only the compensation is performed, and the compensation is not performed simultaneously with the TN liquid crystal cell.

이에 본 발명은 전압 인가 시 TN 액정셀층의 액정거동을 정확하게 모델링 및 광학해석을 수행하고, 완벽한 보상 구현을 위하여 특정의 광학물성을 갖는 기재층 및 디스코틱액정층을 포함하는 위상차 필름을 편광판의 한쪽 면에 적용하고, 상기 위상차 필름이 적용된 편광판을 상판 또는 하판으로 포함하는 트위스트네마틱(TWIST NEMATIC, 이하, 'TN'이라 함)모드 액정표시장치를 제공하여 암(Black)상태에서 새는 빛이 양을 감소시켜 모든 방향에서 완벽한 암(Black)상태를 구현하고자 한다.Accordingly, the present invention accurately models and analyzes the liquid crystal behavior of the TN liquid crystal cell layer when a voltage is applied, and a phase difference film including a base layer having a specific optical property and a discotic liquid crystal layer is formed on one side of the polarizer (TN) mode liquid crystal display device comprising a polarizing plate to which the retardation film is applied and which comprises a polarizing plate to which the retardation film is applied as a top plate or a bottom plate, To achieve a perfect black state in all directions.

본 발명은 기재층과 디스코틱액정코팅층을 포함하는 위상차 필름으로서, 상기 기재층은 정면위상차가 100 내지 160nm이고 굴절율비 NZ가 1 내지 1.6이며 지상축의 방향이 인접한 편광자의 흡수축에 직교하도록 구성되고; 상기 디스코틱액정코팅층은 정면위상차가 30 내지 50nm이고 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 각 각 7 내지 13nm와 55 내지 85nm이며 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 25 내지 45nm인 위상차 필름에 그 특징이 있다.The present invention provides a retardation film comprising a base layer and a discotic liquid crystal coating layer, wherein the base layer has a front retardation of 100 to 160 nm, a refractive index ratio NZ of 1 to 1.6, and a direction of the slow axis perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizer ; The discotic liquid crystal coating layer has an oblique retardation (R 40 ) of 7 to 13 nm and 55 to 85 nm when the frontal retardation is 30 to 50 nm and a slow axis is a rotation axis, and an oblique retardation (R 40 ) is 25 To 45 nm.

또한, 본 발명은 편광자의 TN 액정셀측 한 평면에 상기 위상차 필름이 적층된 편광판에 또 다른 특징이 있다.Further, the present invention has another feature in the polarizing plate in which the retardation film is laminated on one plane of the TN liquid crystal cell side of the polarizer.

또한, 본 발명은 상기 편광판을 상판 또는 하판 편광판으로 포함하는 액정표시장치에 또 다른 특징이 있다.The present invention is further characterized in that the liquid crystal display device includes the polarizer plate as an upper plate or a lower plate polarizer.

본 발명에 따른 트위스트네마틱모드 액정표시장치는 특정의 광학물성을 갖는 기재층 및 디스코틱액정층이 포함된 위상차 필름을 적용하고, 액정셀층의 액정거동을 정확하게 모델링 및 광학해석을 수행하여 새는 빛의 총량을 감소시킴으로써 모든 방향에서 완벽한 암(Black)상태의 구현이 가능하게 하여 넓은 시야각과 높은 정면대비비(CR, Contrast Ratio)를 가질 수 있다.The twisted nematic mode liquid crystal display device according to the present invention can be manufactured by applying a retardation film including a substrate layer having a specific optical property and a discotic liquid crystal layer, accurately modeling the liquid crystal behavior of the liquid crystal cell layer and performing optical analysis, It is possible to realize a perfect black state in all directions, thereby having a wide viewing angle and a high contrast ratio (CR).

본 발명은 트위스트네마틱모드 액정표시장치에 적용 시 TN 액정셀의 보상과 동시에 흡수축의 보상을 수행하여 전 시야각에서 암 상태 구현이 가능하도록 하는 위상차 필름에 관한 것이다. 이러한 위상차 필름은 기재층과 디스코틱액정코팅층을 포함하여 이루어지며, 기재층은 정면위상차가 100 내지 160nm이고 굴절율비 NZ가 1 내지 1.6이며 지상축의 방향이 인접한 편광자의 흡수축에 직교하도록 구성되고, 디스코틱액정코팅층은 정면위상차가 30 내지 50nm이고 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 각각 7 내지 13nm와 55 내지 85nm이며 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 25 내지 45nm인 것으로 구성된다.The present invention relates to a retardation film for compensating for a TN liquid crystal cell and compensating for an absorption axis when applied to a twisted nematic mode liquid crystal display device, thereby enabling a dark state to be realized at a wide viewing angle. The retardation film comprises a base layer and a discotic liquid crystal coating layer, wherein the base layer has a front retardation of 100 to 160 nm, a refractive index ratio NZ of 1 to 1.6, and the orientation of the slow axis is orthogonal to the absorption axis of the adjacent polarizer, The discotic liquid crystal coating layer has an oblique retardation (R 40 ) of 7 to 13 nm and 55 to 85 nm when the front phase difference is 30 to 50 nm and a slow axis is a rotation axis and an oblique retardation (R 40 ) of 25 to 45 nm .

일반적으로 TN모드 액정표시장치는 전압이 인가될 때 전방위 시야에 있어서 암(Black)을 구현함으로써 넓은 시야각을 확보할 수 있다. 이를 위해 현재 양산되고 있는 TN 액정에서 전압이 인가되었을 때 TN 액정셀의 정확한 방향이 정의되는 것이 좋다. 구체적으로 TN 액정셀이 암(BLACK)을 표시할 때 액정방향은 TN 액정셀을 두께방향에 대해 다수의 층으로 나누고 각 층의 액정방향을 3차원으로 표현하면 정의가 가능하다.In general, when a voltage is applied to a TN mode liquid crystal display device, a wide angle of view can be secured by implementing a black in a full field of view. For this purpose, it is recommended that the precise direction of the TN liquid crystal cell is defined when a voltage is applied in the currently produced TN liquid crystal. Specifically, when the TN liquid crystal cell displays black, the liquid crystal direction can be defined by dividing the TN liquid crystal cell into a plurality of layers in the thickness direction, and expressing the liquid crystal direction of each layer in three dimensions.

또한 TN 액정셀의 암(BLACK)상태에서 액정 방향을 정의하기 위해서는 TN 액정셀에 전압을 인가한 상태에서 입사각을 변화시키고 위상차를 측정하여 계산할 수 있다. 하기 도 3 및 도 4는 여러 방향에서 TN 액정셀의 위상차를 측정한 결과값을 기초로 액정의 방향을 계산한 것이며, 이러한 계산값에 영향을 주는 인자는 유전율, 탄성계수 및 점성도 등이 있다. 도 3은 전압이 인가된 상태에서 액정을 두께방향으로 40층으로 나누었을 때 각 층의 틸트각(Tilt Angle)을 나타낸 그래프이다. 이때, 틸트각(Tilt Angle)은 하기 도 5에 나타낸 바와 같이 액정의 장축 방향이 면과 이루는 각도를 일컫는 것으로, 하기 도 6에서와 같이 Z축을 두께방향으로 하는 좌표계에서 90-θ값과 일치함을 알 수 있다. 도 4는 전압이 인가된 상태에서 액정 의 방향각을 나타낸 결과로, 방향각은 도 6에서 Φ와 일치한다.In addition, in order to define the liquid crystal direction in the BLACK state of the TN liquid crystal cell, the TN liquid crystal cell can be calculated by changing the incident angle and measuring the phase difference while applying the voltage to the TN liquid crystal cell. FIGS. 3 and 4 are calculations of the directions of liquid crystals based on the result of measuring the retardation of the TN liquid crystal cell in various directions. The factors affecting the calculated values are the dielectric constant, the elastic modulus, and the viscosity. 3 is a graph showing the tilt angle of each layer when the liquid crystal is divided into 40 layers in the thickness direction in a state where a voltage is applied. In this case, the tilt angle refers to the angle formed by the long axis direction of the liquid crystal with the plane as shown in FIG. 5, and corresponds to 90-theta value in the coordinate system in which the Z axis is in the thickness direction as shown in FIG. 6 . Fig. 4 shows the direction angle of the liquid crystal in a state where the voltage is applied, and the direction angle coincides with? In Fig.

상기와 같이 정의된 암(BLACK)상태 하에서 TN 액정셀의 정보를 LCD 광학시뮬레이션 프로그램(예, LCD Master, Techwiz LCD 1D)에 파라메터화시켜 입력하고, 적용함으로써 본 발명이 목적으로 하는 전방위 시야에서 암(Black)상태를 완벽하게 구현하여 넓은 시야각 확보가 가능한 복합구성편광판(위상차 필름+편광자)의 설계가 가능하다. The information of the TN liquid crystal cell is inputted into the LCD optical simulation program (e.g., LCD Master, Techwiz LCD 1D) under the above-defined BLACK condition, (Phase difference film + polarizer) which can realize a wide viewing angle by perfectly implementing the black state.

또한, TN모드 액정표시장치의 경우 하판 편광판과 상판 편광판의 각 흡수축은 정면에서 봤을 때 수직 혹은 수평이 아닌 대각 방향으로 위치하며 하판 편광판과 상판 편광판의 흡수축이 서로 수직일 때 NW(Normal White)모드라고 하고, 서로 평행인 경우는 NB(Normal Black)모드라고 한다. 일반적인 경우의 TN모드는 NW(Normal White)모드로 본 발명의 TN모드도 'NW(Normal White)모드'이다. 또한, TN모드에서 편광판의 흡수축과 인접한 기판의 러빙각(Rubbing Angle)이 서로 평행인 경우 O-모드라고 하고 수직인 경우를 E-모드라고 한다. 본 발명에서 TN-LCD는 'O-모드'에 국한된다. 즉, 본 발명에서의 TN모드는 'NW(Normal Wite)모드' 및 'O-모드'의 범위로 한정된다. 그러나, 종래의 이러한 NW(Normal Wite)모드 및 O-모드인 TN모드 액정표시장치는 암(Black)상태에서 빛이 새게 되어 화질이 나쁜 방향을 가진다는 것을 확인할 수 있다. 또한 TN 액정셀에 편광자만 붙이고 전압을 인가했을 때 투과도인 하기 도 8의 결과에서와 같이 θ>20도 이상, Φ가 0도, 90도, 180도 및 270도 등의 방향에서 빛이 많이 새는 것을 알 수 있다.In the case of the TN mode liquid crystal display device, the absorption axes of the lower plate polarizer and the upper polarizer are positioned in a diagonal direction not perpendicular or horizontal when viewed from the front. When the absorption axes of the lower polarizer and the upper polarizer are perpendicular to each other, Mode, and when they are parallel to each other, it is called NB (Normal Black) mode. In the normal case, the TN mode is the NW (Normal White) mode, and the TN mode of the present invention is also the 'NW (Normal White) mode'. When the rubbing angle of the substrate adjacent to the absorption axis of the polarizing plate in the TN mode is parallel to each other, the O-mode is referred to as an E-mode. In the present invention, the TN-LCD is limited to the 'O-mode'. That is, the TN mode in the present invention is limited to the range of 'NW (Normal Wite) mode' and 'O-mode'. However, it can be seen that the conventional NW (Normal Wite) mode and the O-mode TN mode liquid crystal display have poor image quality due to light leakage in the black state. In addition, when a polarizer is attached to a TN liquid crystal cell and the voltage is applied, as shown in the result of FIG. 8, which is the transmittance, a large amount of light leaks in the directions of?> 20 degrees and in the directions of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, .

이와 같이 위상차에 의한 편광상태의 변화를 이해하고 이를 푸앙카레 구(Poincare Shpere)로 표현이 가능하면 시야각이 넓어지는 위상차를 설계할 수 있는데, 이것이 본 발명에서 구현하고자 하는 시야각 보상기술의 광학적 원리가 된다. 단 본 발명에서의 푸앙카레구(Poincare Shpere) 상의 점 S3(1,0,0,1)는 우원편광이며 θ, Φ에 대한 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 기준은 우선 디스플레이를 Φ만큼 시계방향으로 돌린 상태에서 우측을 θ만큼 관측자 방향으로 돌린 것이다.If the change of the polarization state due to the phase difference is understood and the Poincare Shpere is expressed, it is possible to design a phase difference that widens the viewing angle. This is because the optical principle of the viewing angle compensation technique do. However, the point S3 (1,0,0,1) on the Poincare Shpere in the present invention is the right circularly polarized light and the reference on the Poincare Sphere for [theta] and [phi] And the right side is turned toward the observer by &thetas;

즉, 본 발명은 TN 액정셀층의 액정거동을 정확하게 모델링하고, 위상차에 따른 편광상태 변화를 명확하게 해석하여 종래 일반적으로 제시되고 있고 추상적인 시야각 보상개념이 아니라 양산에 실질적으로 적용할 수 있는 위상차 필름에 관한 것이다.That is, the present invention precisely models the liquid crystal behavior of the TN liquid crystal cell layer and clearly analyzes the change of the polarization state according to the retardation so that the retardation film can be applied to the retardation film .

본 발명의 위상차 필름을 구성하는 기재층은 정면위상차가 100 내지 160nm이고 굴절율비 NZ가 1 내지 1.6을 유지하며, 보다 우수한 좌우 시야각 확대의 광 특성을 나타내고자 하는 경우 바람직하기로는 정면위상차가 120 내지 140nm이고 굴절율비 NZ가 1.2 내지 1.4를 유지하는 것이 좋으며, 지상축의 방향이 인접한 편광자의 흡수축에 직교하도록 구성된다. 이때, 상기 기재층은 연신에 의해 위상차가 부여되고, 당 분야에서 일반적으로 사용되는 재료에 의해 제조될 수 있는 바, 상기와 같은 광학조건을 만족할 수 있는 것이라면 모두 사용 가능하다. 구체적으로 기재층을 형성하는 재료는 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀 폴리머(COP), 시클로올레핀 코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다.When the base layer constituting the retardation film of the present invention has a front retardation of 100 to 160 nm and a refractive index ratio NZ of 1 to 1.6 and exhibits better optical characteristics of a right and left viewing angle expansion, 140 nm and a refractive index ratio NZ of 1.2 to 1.4, and the direction of the slow axis is orthogonal to the absorption axis of the adjacent polarizer. At this time, the base layer may be produced by a material commonly used in the art, which is imparted with a retardation by stretching, and can be used as long as it can satisfy the optical conditions as described above. Specifically, the material forming the base layer may be selected from the group consisting of triacetylcellulose (TAC), cycloolefin polymer (COP), cycloolefin copolymer (COC), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polycarbonate Polysulfone (PSF) and polymethyl methacrylate (PMMA) can be used.

위상차 필름을 구성하는 디스코틱액정코팅층은 정면위상차가 30 내지 50nm이고, 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 각각 7 내지 13nm와 55 내지 85nm이며 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 25 내지 45nm인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 정면위상차가 35 내지 45nm이고, 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 각각 8 내지 12nm와 60 내지 80nm이며 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 30 내지 40nm을 사용하는 것이 좋다. 이때, 경사위상차(R40)는 당 분야에서 일반적으로 정의되는 것으로 ±40도로 기울였을 때의 위상차를 나타낸다. 즉, 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)는 지상축을 회전축으로 하여 ±40도로 기울였을 때의 위상차값이고, 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)는 진상축을 회전축으로 하여 ±40도로 기울였을 때의 위상차값을 나타낸다.The discotic liquid crystal coating layer constituting the retardation film has a front retardation of 30 to 50 nm and an oblique retardation (R 40 ) of 7 to 13 nm and 55 to 85 nm when the retardation axis is the rotation axis and an oblique retardation (R 40 may be 25 to 45 nm, preferably a frontal retardation of 35 to 45 nm, an inclined phase difference (R 40 ) of 8 to 12 nm and a radius of 60 to 80 nm when the slow axis is the rotation axis, It is preferable to use an inclined phase difference (R 40 ) of 30 to 40 nm. At this time, the inclined phase difference (R 40 ), which is generally defined in the art, represents the phase difference when tilted at ± 40 degrees. That is, when the ground shaft is the rotation axis, the inclination phase difference (R 40 ) is the phase difference value when the ground shaft is tilted at ± 40 ° with the rotation axis, and when the leading axis is the rotation axis, the inclination phase difference (R 40 ) Represents the phase difference value when tilted at 40 degrees.

바람직하기로 디스코틱액정코팅층의 두께는 0.1 내지 10㎛이고, 액정의 굴절률차(△n=ne-no)는 -0.5 내지 -0.03이며 공정에 의해 디스코틱액정코팅층 표면부분의 틸트각이 약 80도 범위까지 코팅 가능한 액정을 사용하는 것이 좋다.Preferably, the thickness of the discotic liquid crystal coating layer is 0.1 to 10 占 퐉, the refractive index difference? N = ne-no of the liquid crystal is -0.5 to -0.03, and the tilt angle of the surface portion of the discotic liquid crystal coating layer is about 80 It is better to use a liquid crystal that can be coated to a wide range.

이러한 위상차 필름을 구성하는 기재층과 디스코틱액정코팅층 각각의 지상축은 인접한 편광자의 흡수축과 직교하도록 구성된다.The slow axis of each of the base layer and the discotic liquid crystal coating layer constituting the retardation film is configured to be orthogonal to the absorption axis of the adjacent polarizer.

본 발명에 따라 TN 액정셀층의 액정거동과 위상차에 따른 편광상태 변화를 해석하여 얻어진 위상차 필름을 포함하여 편광판을 구성한다. 이때, 상기 위상차 필름은 편광자의 액정셀 쪽 면에 적층하며, 다른 쪽 면 즉 편광자의 액정셀 반대 쪽에는 트리아세틸셀룰로오스(TAC)이 적층될 수 있다.According to the present invention, a polarizing plate is constructed by including a retardation film obtained by analyzing a liquid crystal behavior of a TN liquid crystal cell layer and a change in polarization state according to a retardation. At this time, the retardation film may be laminated on the side of the liquid crystal cell of the polarizer, and triacetyl cellulose (TAC) may be laminated on the other side of the polarizer opposite to the liquid crystal cell.

또한, 상기 위상차 필름이 적층된 편광판을 상판 또는 하판 편광판으로 포함하여 TN 액정표시장치를 구성한다.Further, a TN liquid crystal display device is constructed by including a polarizing plate in which the retardation film is laminated as an upper plate or a lower plate polarizing plate.

본 발명에 따른 위상차 필름이 적층된 편광판이 상판 편광판으로 포함되는 경우, 하판의 편광판으로는 정면위상차가 10nm 이하이고 두께방향위상차 Rth가 90 내지 130nm인 기재층에, 정면위상차가 30 내지 50nm이고, 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 각각 7 내지 13nm, 55 내지 85nm이며, 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 25 내지 45nm인 디스코틱액정층이 코팅된 위상차 필름이 적층된 것을 사용할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 위상차 필름이 적층된 편광판이 하판으로 포함되는 경우, 상판 편광판으로는 상기에서 하판으로 사용된 위상차 필름이 적층된 것을 사용할 수 있다.When the polarizing plate in which the retardation film according to the present invention is laminated is included as the top plate polarizer, the polarizing plate of the lower plate preferably has a front retardation of 30 to 50 nm and a retardation value of 30 to 50 nm in a base layer having a front retardation of 10 nm or less and a thickness retardation Rth of 90 to 130 nm, A discotic liquid crystal layer-coated retardation film having an oblique retardation (R 40 ) of 7 to 13 nm and 55 to 85 nm when the slow axis is a rotation axis and an oblique retardation (R 40 ) of 25 to 45 nm when the fast axis is a rotation axis A laminated one can be used. When the polarizing plate in which the retardation film according to the present invention is laminated is included as a lower plate, the retardation film used as the lower plate may be used as the upper plate polarizing plate.

상기 위상차 필름 및 편광판을 구성하는 기재층 및 디스코틱액정코팅층의 광학물성은 하기 도 7에서와 같이 두께방향을 z축, 면내 굴절률이 큰 방향을 x축 및 수직 방향을 y축이라고 할 때, 각각의 방향에 대응되는 굴절률을 Nx, Ny, Nz라 하면 하기 수학식 1에서 정의되는 정면위상차(R0)값과 하기 수학식 2에서 정의되는 두께방향위상차(Rth) 및 하기 수학식 3에 의해서 정의되는 굴절률비(NZ)에 의해 특정된다.The optical properties of the base layer and the discotic liquid crystal coating layer constituting the retardation film and the polarizing plate are as shown in Fig. 7, when the thickness direction is the z axis, the direction in which the in-plane refractive index is large is the x axis and the vertical direction is the y axis Ny, and Nz, the refractive indexes corresponding to the directions of the retardation (Rx) and the retardation (Rth) defined by the following equation (2) and the following equation Is specified by the refractive index ratio (NZ).

R0 = (Nx - Ny)×dR0 = (Nx - Ny) xd

(여기서, Nx, Ny는 위상차 필름의 면상 굴절률, d는 필름의 두께를 나타내고 이때 Nx ≥ Ny임)(Where Nx and Ny are the refractive index of the phase difference film and d is the thickness of the film, where Nx > = Ny)

Rth = [(Nx + Ny)/2-Nz]×dRth = [(Nx + Ny) / 2-Nz] xd

(여기서, Nx, Ny는 면상 굴절률로서 Nx ≥ Ny 이며, Nz는 필름의 두께 방향 굴절률, d는 필름의 두께를 나타냄)(Where Nx and Ny are surface refractive indices Nx > = Ny, Nz is refractive index in the thickness direction of the film, and d is the thickness of the film)

NZ = (Nx - Nz) / (Nx - Ny) = Rth/R0 + 0.5NZ = (Nx - Nz) / (Nx - Ny) = Rth / R0 + 0.5

(여기서, Nx, Ny는 면상 굴절률로서 Nx ≥ Ny 이며, Nz는 필름의 두께 방향 굴절률, d는 필름의 두께를 나타냄)(Where Nx and Ny are surface refractive indices Nx > = Ny, Nz is refractive index in the thickness direction of the film, and d is the thickness of the film)

하기 도 1은 본 발명에 따른 TN모드 액정표시장치의 기본 구조를 일례로 나타낸 사시도로, 이를 이용하여 설명하면 다음과 같다.1 is a perspective view illustrating a basic structure of a TN mode liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

본 발명에 따른 TN모드 액정표시장치는 백라이트 유닛 쪽(40)에서부터 하판 편광판(10), 액정셀(30), 및 상판 편광판(20) 순서로 적층되며, 하판 편광판(10)과 상판 편광판(20)의 편광자(11)(21)의 액정셀 반대쪽으로 보호필름인 TAC(13)(23)이 위치하며, 액정셀 쪽에는 기재층(14)(24)과 디스코틱액정코팅층(16)(26)이 위치하도록 구성된다. 이때, 위상차 필름(50)(60)은 상판 또는 하판 편광판에 적층되며, 위상차 필름은 기재층(14)과 디스코틱액정코팅층(16) 또는 기재층(24)과 디스코틱액정코팅층(26)를 포함하여 구성된다.The TN mode liquid crystal display device according to the present invention includes a lower polarizer plate 10, a liquid crystal cell 30 and a top polarizer plate 20 laminated in this order from the backlight unit side 40 to the lower polarizer plate 10 and the upper plate polarizer 20 The protective films TAC 13 and 23 are located on the opposite sides of the liquid crystal cell of the polarizers 11 and 21 of the polarizer 11 and the substrate layer 14 and the discotic liquid crystal coating layer 16 ). At this time, the retardation films 50 and 60 are laminated on the upper plate or the lower plate polarizer, and the retardation film is laminated on the substrate layer 14, the discotic liquid crystal coating layer 16 or the base layer 24 and the discotic liquid crystal coating layer 26 .

보다 구체적으로 살펴보면, 하판 편광판(10), 두 장의 유리기판 사이에 양의 유전율 이방성(Δε>0)을 가지고 90도 정도의 뒤틀린각(Twist Angle)을 갖는 액정셀(30) 및 상판 편광판(20)을 구비하며, 액정셀(30)의 유리기판에는 전극 쌍을 포함하는 능동 매트릭스 구동전극(active matrix drive electrode)이 액정셀(30)의 인접한 표면 위에 형성되어 있고, 전압 인가 시 수직방향으로 전기장이 형성되어 액정방향을 수직방향으로 변화시킨다. 상기 액정셀은 시인측에서 볼 때 백라이트측 액정기판의 액정배향방향이 수평방향을 기준으로 135도에 위치에 있고, 시인측 액정기판의 액정배향방향이 45도에 위치에 있다.More specifically, the liquid crystal cell 30 having a twist angle of about 90 degrees with positive dielectric anisotropy (??> 0) between the lower plate polarizer 10 and the two glass substrates and the upper plate polarizer 20 And an active matrix drive electrode including an electrode pair is formed on the adjacent surface of the liquid crystal cell 30 on the glass substrate of the liquid crystal cell 30, So that the liquid crystal direction is changed in the vertical direction. The liquid crystal cell has the liquid crystal alignment direction of the backlight side liquid crystal substrate at 135 degrees with respect to the horizontal direction when viewed from the viewer side, and the liquid crystal alignment direction of the liquid crystal substrate at the viewer side is at 45 degrees.

또한, 시인측에서 볼 때 하판 편광판(10)의 흡수축(12)과 상판 편광판(20)의 흡수축(22)은 서로 직교하고, 하판 편광판(10)의 흡수축(12)은 시인측에서 볼 때 백라이트측 액정기판의 수평을 기준으로 135도에 위치하도록 구성되며, 상기 편광판(10)(20)의 흡수축(12)(22)은 인접한 액정셀의 액정배향방향 즉 러빙각(Rubbing Angle)과 거의 평행하다. 단 전압 인가 시 액정의 방향은 액정셀(30) 기판에 인접할수록 전압에 의해 수직 배향되기 힘들어지며 이것은 암(Black)상태에서 화상의 품질을 떨어뜨리는 가장 큰 이유가 된다.The absorption axis 12 of the lower plate polarizer 10 and the absorption axis 22 of the upper plate polarizer 20 are orthogonal to each other and the absorption axis 12 of the lower polarizer 10 is positioned on the viewer side And the absorption axes 12 and 22 of the polarizers 10 and 20 are positioned at 135 degrees with respect to the horizontal direction of the liquid crystal substrate on the backlight side in the liquid crystal alignment direction of the adjacent liquid crystal cell, ). When the voltage is applied to the liquid crystal cell 30, the direction of the liquid crystal becomes more difficult to vertically align due to the voltage as it is closer to the substrate of the liquid crystal cell 30, which is the main reason for degrading the image quality in the black state.

상기 액정셀(30)은 하기 수학식 4에 의해 정의되는 판넬 위상차값(△n×d)이 589nm 파장에서 대략 400nm 정도의 값을 가진다. 이는 TN-LCD 패널에 전압이 인가되지 않은 상태하에 시인측 정면방향에서 하판 편광판(10)을 통과하여 선편광된 빛은 액정셀(30)을 통과한 후 90도 회전되고 편광면이 상판 편광판의 투과축과 일치되어 명(明) 상태가 되도록 하기 위해서는 TN-LCD 패널의 액정셀(30) 위상차 값이 589nm에서 충분히 커야 하기 때문이다.The liquid crystal cell 30 has a panel retardation value (DELTA n x d) defined by Equation (4) is approximately 400 nm at a wavelength of 589 nm. This is because the linearly polarized light passing through the lower plate polarizer 10 in the direction of the viewer's front side in the state where the voltage is not applied to the TN-LCD panel is rotated 90 degrees after passing through the liquid crystal cell 30 and the polarizing plane passes through the upper polarizer plate This is because the retardation value of the liquid crystal cell 30 of the TN-LCD panel must be sufficiently large at 589 nm in order to be in the bright state in agreement with the axis.

△n×d = (ne - no) × d Δn × d = (ne-no) × d

(여기서 ne는 액정의 이상광선 굴절률, no는 정상광선 굴절률, d는 셀 갭(Cell gap)을 나타냄; 주. △n, d는 벡터가 아니다)(Where ne is the extraordinary ray refraction index of the liquid crystal, no is the normal ray refraction index, d is the cell gap, note Δn, d is not a vector)

상기 위상차 필름을 구성하는 기재층(14)(24) 중 어느 하나는 정면위상차가 100 내지 160nm이고 굴절율비 NZ가 1 내지 1.6이며 지상축의 방향이 인접한 편광자의 흡수축에 직교하도록 구성된 것을 사용하며 연신방향에 대해 굴절률이 커지는 성질을 가지고 있으며, 하기 도 9에서 나타낸 바와 같이 필름이 롤에 감기는 방향을 MD방향(Machine Direction, 기계방향)이라고 할 때 수직방향 연신을 통해 상기 수학식 3의 굴절률비(NZ)를 가지고, 지상축(Slow axis)(15)(25)은 연신방향으로 형성된다. 기재원단에서 연신을 통해 위상차를 부여하고, 상기 기재층에 디스코틱액정코팅층을 부가한 후, PVA편광자 및 보호필름(TAC)과 접합한 후 대각선 방향으로 절단하여 본 발명에 적용 가능한 복합구성편광판을 제조할 수 있으며, 본 발명이 이에 국한되지는 않는다. 이러한 일련의 과정들은 롤 대 롤(Roll To Roll) 형태로 제작이 가능하며 양산시 생산성 향상 및 비용절감을 실현할 수 있다.Any one of the base layers 14 and 24 constituting the retardation film may have a front retardation of 100 to 160 nm and a refractive index ratio NZ of 1 to 1.6 so that the direction of the slow axis is orthogonal to the absorption axis of the adjacent polarizer, 9, when the direction in which the film is wound on the roll is referred to as MD (Machine Direction, machine direction) as shown in FIG. 9, the refractive index (NZ), and the slow axes 15 and 25 are formed in the stretching direction. A discotic liquid crystal coating layer is added to the substrate layer by stretching at the substrate end, and the polarizing plate is bonded to a PVA polarizer and a protective film (TAC), and then cut in a diagonal direction to form a composite polarizing plate applicable to the present invention. And the present invention is not limited thereto. Such a series of processes can be manufactured in the form of a roll-to-roll (roll-to-roll) system.

상기 디스코틱액정코팅층(16)(26)은 정면위상차가 30 내지 50nm이고 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 각각 7 내지 13nm와 55 내지 85nm이며 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 25 내지 45nm인 것을 사용할 수 있다.The discotic liquid crystal coating layers 16 and 26 have an oblique phase difference R 40 of 7 to 13 nm and 55 to 85 nm when the front phase difference is 30 to 50 nm and the slow axis is the rotation axis, R 40 ) of 25 to 45 nm can be used.

이러한 위상차 필름은 상판 또는 하판 편광자에 포함되는 바, 구체적으로 상 기 위상차 필름이 상판 편광판에 포함되는 경우 하판 편광판은 정면위상차가 10nm 이하이고, 두께방향위상차(Rth)가 90 내지 130nm인 기재층에, 정면위상차가 30 내지 50nm이고 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 각각 7 내지 13nm와 55 내지 85nm이며 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 25 내지 45nm인 디스코틱액정층이 코팅된 위상차 필름이 사용될 수 있다. 또한 상판과 하판이 바뀐 경우도 가능하다.When the phase difference film is included in the upper plate polarizer, the lower plate polarizer has a phase retardation of 10 nm or less and a thickness retardation (Rth) of 90 to 130 nm , A front retardation of 30 to 50 nm and an oblique retardation (R 40 ) of 7 to 13 nm and 55 to 85 nm when the slow axis is a rotation axis and an oblique retardation (R 40 ) of 25 to 45 nm when the fast axis is a rotation axis, A layer-coated retardation film may be used. It is also possible to change the top and bottom plates.

본 발명의 시야각이 보상되는 원리는 푸앙카레구(Poincare Sphere)로 표현이 가능하다. 일반적으로 면상스위칭 액정디스플레이(IPS-LCD)나 수직배향액정디스플레이(VA-LCD)의 경우 전압이 인가되지 않았을 때 시각에 따른 액정 모양이 대칭성이 있어 특정 시각에서의 시야각 보상을 전시각에서 확대 적용할 수 있다. 그러나, TN-LCD의 경우 암(Black) 상태의 전압이 인가되었을 때 액정셀(30) 기판에 인접한 액정은 수직 배향되지 않고 낮은 틸트각(Tilt Angle)을 가지게 되는데 이러한 액정들로 인해 시각에 따른 액정의 모양이 비대칭적으로 변화하게 되어 특정시각에서의 보상원리를 다른 시각에서 확대하지 못하게 된다. 이에 TN-LCD의 경우 각각의 시각에서 시야각 보상설계를 해야 하는 바, 본 발명은 486nm, 589nm, 656nm에 대하여 TN-LCD의 푸앙카레구(Poincare sphere)상의 편광상태 변화와 전방위 투과도를 이용하여 모든 방향에서 완벽한 암(Black)상태의 구현이 가능하다는 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 광학조건으로 구성된 트위스트네마틱모드 액정표시장치는 시감도 전방위 최대 투과도가 1% 이하, 바람직하기로는 0.5% 이하의 보상관계를 만족한다. The principle of compensating the viewing angle of the present invention can be expressed by the Poincare Sphere. In general, in the case of a liquid crystal display (IPS-LCD) or a vertical alignment liquid crystal display (VA-LCD), the liquid crystal shape is symmetrical with time when no voltage is applied, can do. However, when a black voltage is applied to the TN-LCD, the liquid crystal adjacent to the substrate of the liquid crystal cell 30 is not vertically aligned but has a low tilt angle. The shape of the liquid crystal changes asymmetrically, so that the compensation principle at a specific time can not be expanded from another viewpoint. In the case of TN-LCD, it is necessary to perform a viewing angle compensation design at each viewing angle. The present invention is applicable to all TN-LCDs using 486nm, 589nm, and 656nm polarizing state change and omnidirectional transmittance on the Poincare sphere of TN- It is possible to realize a complete black state in the direction of the arrow. The twisted nematic mode liquid crystal display device constituted by the optical conditions of the present invention satisfies the compensation relationship of the maximum visual sensitivity transmittance of 1% or less, preferably 0.5% or less.

이하에서는, 상기 구성에 의한 전압 인가 시 전시야각에서 암상태 구현에 대한 효과를 실시예와 비교예에서 정리하였다. 본 발명은 하기의 실시예에 의해 보다 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 첨부된 특허청구범위에 의하여 확정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the effect of implementing the dark state at the full viewing angle when the voltage is applied according to the above configuration is summarized in the embodiment and the comparative example. The present invention can be better understood by the following examples, and the following examples are intended to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.

실시예 Example

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서는 TN-LCD판넬인 LTM220M1-L01(삼성전자)의 액정셀 파라메터를 LCD 시뮬레이션 프로그램인 TECH WIZ LCD 1D(사나이시스템, KOREA)에 적용하여 시뮬레이션을 실시하여 시야각 효과를 비교하였다.In Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4, a liquid crystal cell parameter of the LTM220M1-L01 (Samsung Electronics), which is a TN-LCD panel, was applied to an LCD simulation program TECH WIZ LCD 1D (MANAGE SYSTEM, KOREA) The viewing angle effect was compared.

실시예 1 Example 1

본 발명에 따른 각 광학필름과 액정셀 및 백라이트 등의 실측데이터를 하기 도 1에 나타난 바와 같은 구조로 TECH WIZ LCD 1D(사나이시스템, KOREA) 상에 적층하였다. 도 1의 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Actual data such as each optical film, liquid crystal cell, and backlight according to the present invention were laminated on a TECH WIZ LCD 1D (MANAMA SYSTEM, KOREA) as shown in Fig. The structure of FIG. 1 will be described in detail as follows.

백라이트 유닛(40), 하판 편광판(10), 액정셀(30), 상판 편광판(20)이 순차적으로 적층되어 있고, 하판 편광판(10)은 백라이트 유닛(40) 쪽에서부터 보호필름(13), PVA편광자(11), 기재층(14), 및 디스코틱액정코팅층(16)의 순서로 구성되며, 상판 편광판(20)은 액정셀 쪽으로부터 디스코틱액정코팅층(26), 기재층(24), PVA편광자(21), 및 보호필름(23)의 순서로 구성되었다.The backlight unit 40 , the lower plate polarizer 10, the liquid crystal cell 30 and the upper plate polarizer 20 are sequentially laminated. The lower plate polarizer 10 includes a protective film 13, a PVA And a discotic liquid crystal coating layer 16. The top polarizer 20 is composed of a discotic liquid crystal coating layer 26, a base layer 24, a PVA A polarizer 21, and a protective film 23 in this order.

PVA(11)(21)에 연신과 염색을 통해 편광자 기능을 부여하고 TAC(13)(23)을 보호필름으로 하는 편광판(10)(20)을 TN모드 액정셀(30)의 양면에 흡수축(12)(22)이 서로 직교하게 배치시켰다. TN모드 액정셀(30) 액정의 배향방향은 도 2에 도시된 방향을 참조하여 시인측에서 바라볼 때, 백라이트측 기판의 경우 31, 시인측 기판의 경우 32로 배향되어 있으며, 각각의 기판측 편광판의 흡수축(12)(22)과 액정배향방향은 평행하다. 전압 인가 시 액정의 틸트각(Tilt Angle)은 여러 방향에서의 위상차값과 액정의 정상굴절률과 이상굴절률의 값으로 계산할 수 있고, 도 3과 도 4에서와 같이 두께방향으로 40개 층으로 나누어 각각의 층에서 정의된 액정의 방향을 파라메터화한다. 이때 각 편광판의 PVA(11)(21)와 액정셀(30) 사이에는 기재층(14)(24)과 디스코틱액정코팅층(16)(26)이 위치하고 기재층의 지상축(15)(25)과 디스코틱액정코팅층(16)(26)의 지상축(17)(27)은 PVA 흡수축(12)(22)와 직교하며, 액정셀(30)은 시뮬레이션상의 편의를 위해 컬러필터를 포함하지 않는 것으로 사용하였다.The polarizing plates 10 and 20 which impart the polarizer function through stretching and dyeing to the PVA 11 and 21 and the TAC 13 and 23 as protective films are placed on both sides of the TN mode liquid crystal cell 30, (12) and (22) are arranged orthogonally to each other. The alignment direction of the liquid crystal of the TN mode liquid crystal cell 30 is oriented at 31 on the backlight side substrate and 32 on the visible side substrate when viewed from the viewer side with reference to the direction shown in Fig. The absorption axis 12 (22) of the polarizing plate and the liquid crystal alignment direction are parallel. The tilt angle of the liquid crystal at the time of voltage application can be calculated by the retardation value in various directions and the normal refractive index and the extraordinary refractive index of the liquid crystal, and is divided into 40 layers in the thickness direction as shown in FIGS. 3 and 4 The direction of the liquid crystal defined in the layer of the layer is parameterized. At this time, a base layer 14 (24) and a discotic liquid crystal coating layer 16 (26) are positioned between the PVA 11 (21) and the liquid crystal cell 30 of each polarizing plate and the slow axes 15 And the slow axes 17 and 27 of the discotic liquid crystal coating layer 16 and 26 are perpendicular to the PVA absorption axis 12 and the liquid crystal cell 30 includes a color filter .

상기 실시예에서는 각각의 광학필름 및 백라이트는 다음과 같은 광학적 특성을 갖는 것을 사용하였다.In the above embodiments, the optical films and the backlights having the following optical characteristics were used.

먼저, 하판 편광판(10) 및 상판 편광판(20)의 편광자(11)(21)는 연신된 PVA에 요오드를 염색시켜 편광자 기능을 부여하고, 이러한 편광자의 편광 성능은 370 내지 780nm 가시광선 영역에서 시감도 편광도 99.9% 이상, 시감도 단체투과율 41% 이상이다. 시감도 편광도와 시감도 단체투과율은 파장에 따른 투과축의 투과율을 TD(λ), 파장에 따른 흡수축의 투과율을 MD(λ), JIS Z 8701:1999에 정의된 시감도 보정치를

Figure 112008081133222-pat00001
라고 할 때 하기 수학식 5 내지 9에 의해 정의된다.First, polarizers 11 and 21 of the lower plate polarizer 10 and the upper plate polarizer 20 impart a polarizer function by dyeing iodine to the stretched PVA. The polarization performance of the polarizer is such that the visual sensitivity The degree of polarization is not less than 99.9%, and the visible transmittance is 41% or more. The transmittance of the transmission axis according to the wavelength is denoted by TD (λ), the transmittance of the absorption axis with respect to wavelength is denoted by MD (λ), and the visibility correction value defined in JIS Z 8701: 1999
Figure 112008081133222-pat00001
And is defined by the following equations (5) to (9).

Figure 112008081133222-pat00002
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Figure 112008081133222-pat00003
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Figure 112008081133222-pat00004
Figure 112008081133222-pat00004

Figure 112008081133222-pat00005
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Figure 112008081133222-pat00006
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편광판(10)(20)의 보호층인 TAC의 광학적 특성은 두께방향을 z축으로 하는 직교좌표계에 대해 각 축에 대응되는 굴절률이 Nx, Ny 및 Nz이고 두께가 d 일 때, Nx=Ny>Nz인 네거티브 C-플레이트 굴절률 특성을 가지며, 입사광 589.3 nm에 대해 Rth가 TAC(13)(23)의 경우에는 50nm를 사용했다.The optical characteristics of the TAC, which is the protective layer of the polarizers 10 and 20, are Nx = Ny> Nz when the refractive indexes corresponding to the respective axes are Nx, Ny, and Nz and the thickness is d for the orthogonal coordinate system having the thickness direction as the z- Nz, and 50 nm in the case of Rth of TAC (13) (23) with respect to incident light of 589.3 nm.

상판 편광판의 기재층(24)에 연신을 통해 정면위상차(RO) 130nm, 굴절률비 NZ가 1.3, 하판 편광판의 기재층(14)에는 정면위상차 0nm, 두께방향위상차 Rth를 110nm 부여했다. 하판 편광판의 디스코틱액정코팅층(16)은 정면위상차를 40nm, 지상축(17)을 회전축으로 하여 -45도 방향을 관측자 방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차가 10nm, 135도 방향을 관측자 방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차가 70nm이고, 지상축(17)의 수직한 방향(진상축)을 회전축으로 하여 45도 방향을 관측자 방향 가까이로 40도 돌렸을 때와 -135도 방향을 관측자 방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차가 35nm가 되게끔 경사배향시켰다. 상판 편광판의 디스코틱액정코팅층(26)은 정면위상차가 40nm, 지상축(27)을 회전축으로 45도 방향을 관측자 방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차가 10nm, -135도 방향을 관측자 방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차가 70nm이고 지상축(27)의 수직한 방향을 회전축으로 각각 다른 방향으로 돌렸을 때 35nm가 되게끔 경사배향시켰다. 이때, 위상차 필름(60)은 상판 편광판의 기재층(24)와 상판 편광판의 디스코틱액정코팅층(26)으로 구성했다.A front retardation (RO) of 130 nm, a refractive index ratio NZ of 1.3, and a retardation of 0 nm and a thickness retardation Rth of 110 nm were applied to the substrate layer 14 of the lower polarizer plate through stretching in the substrate layer 24 of the upper polarizer. The discotic liquid crystal coating layer 16 of the lower plate polarizing plate has a retardation of 10 nm when the front retardation is 40 nm and a direction of -45 degrees with respect to the slow axis 17 is rotated 40 degrees to the direction of the observer, The phase difference is 70 nm when the rotation angle is 40 degrees and the phase difference is 70 nm and the direction of 45 degrees is rotated 40 degrees near the direction of the observer with the vertical direction (fast axis) of the slow axis 17 as the rotation axis and when the direction of -135 degrees is 40 degrees When turned, the slope was oriented so that the phase difference was 35 nm. The discotic liquid crystal coating layer 26 of the top plate polarizing plate has a frontal retardation of 40 nm and a phase difference of 10 nm when the slow axis 45 is rotated by 40 degrees toward the observer in the direction of 45 degrees with the rotation axis. The phase difference was 70 nm, and when the vertical direction of the slow axis 27 was rotated in different directions with respect to the rotation axis, the angle was made to be 35 nm. At this time, the retardation film 60 was composed of the substrate layer 24 of the upper plate polarizer and the discotic liquid crystal coating layer 26 of the upper plate polarizer.

백라이트 유닛(40)으로는 TN-LCD 판넬 LTM220M1-L01(삼성전자)에 탑재된 백라이트 실측 데이터를 사용했다. As the backlight unit 40, backlight actual data mounted on the TN-LCD panel LTM220M1-L01 (Samsung Electronics) was used.

상기 각 광학적 구성요소들을 도 1과 같이 적층하고 시간도 전방향투과도의 시뮬레이션을 실행한 결과, 도 14의 오른쪽에서와 같이 암(Black)상태에서 전 방향에 대해 낮은 투과율이 계산되었고, 그 이유는 우(右), 상(上), 좌(左), 및 하(下)에서의 시각에서 각각의 편광상태의 변화가 도 10(우), 도 11(상), 도 12(좌), 및 도 13(하) 에서 우측과 같기 때문이다.The above optical components were laminated as shown in Fig. 1, and simulation of the time-varying omni-directional transmittance was performed. As a result, a low transmittance in all directions was calculated in the black state as shown in the right side of Fig. 14, 10 (right), 10 (right), 11 (left), and 12 (left) in FIG. 10 13 (a).

상기 도 10(우), 도 11(상), 도 12(좌), 및 도 13(하)를 상세히 설명하면, 편광상태 1은 하판 편광판의 편광자 통과, 편광상태 2는 하판 편광판의 기재층 통과, 편광상태 3은 하판 편광판의 디스코틱액정코팅층 통과, 편광상태 4는 암(Black)상태의 액정 통과, 편광상태 5는 상판 편광판의 디스코틱액정코팅층을 통과 및 편광상태 6은 상판 편광판의 기재층 통과한 후의 편광상태를 나타낸 것이다. 이들 도면들은 하판 편광판을 지난 편광상태 1의 빛이 순차적으로 적층된 광학계를 통과하고 최종적으로 상판 편광판의 기재층을 통과했을 때 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 S2축에 대해 대칭되는 점으로 수렴되는 정도를 표현한 것으로, 비교예 1(좌측)의 수렴정도 보다는 실시예 1(우측)의 수렴정도가 높아 축보상이 수행된 것으로 보여진다. 이러한 축보상의 결과 우측, 상측, 좌측, 하측에서 바라봤을 때 암(Black)상태에서 빛이 새는 정도가 비교예 1에 비해 실시예 1이 현격히 낮아지는 것이다.In the polarized state 1, the polarizer passes through the lower plate polarizing plate. In the polarizing state 2, the base plate passes through the base plate passing through the lower plate polarizing plate. Polarized state 3 is passed through the discotic liquid crystal coating layer of the lower plate polarizer, the liquid crystal passes through the black state in the polarized state 4, and passes through the discotic liquid crystal coating layer of the upper plate polarizer 5 and the base layer And shows the state of polarization after passing. These figures show that when the light passing through the lower plate polarizer passes through the optical system in which the light in the state of polarization 1 is sequentially stacked and finally passes through the base layer of the top plate polarizer, it converges to a point symmetric about the S2 axis on the Poincare Sphere And the degree of convergence in Example 1 (right side) is higher than the degree of convergence in Comparative Example 1 (left side). As a result of such axial compensation, the degree of light leakage in the black state when viewed from the right side, the upper side, the left side, and the lower side is significantly lower than that of Comparative Example 1.

실시예 2 Example 2

상기 실시예 1의 상판 편광판으로 사용된 것을 하판 편광판으로 사용하고 하판 편광판으로 사용된 것을 상판 편광판으로 하며, 상기 기재층의 지상축(15)(25) 방향을 도 1과 같이 되도록 배치시켜 트위스트네마틱 액정표시장치를 제조하였다.The top plate polarizer used in Example 1 was used as a lower plate polarizer, the upper plate polarizer was used as a top plate polarizer, and the orientation of the ground axes 15 and 25 of the base layer was arranged as shown in FIG. 1, A liquid crystal display device was manufactured.

상기에서 제조된 트위스트네마틱 액정표시장치의 투과율은 도 19와 같이 나타낸 바와 같은 바, 이는 우(右), 상(上), 좌(左), 및 하(下)에서의 시각에서 각각의 편광상태의 변화가 하기 도 15(우), 도 16(상), 도 17(좌), 및 도 18(하)에서 실시예 2(우측)와 동일한 거동을 나타내기 때문에 도 19와 같이 전시야각에서 암상태 구현이 가능하였다.The transmittance of the twisted nematic liquid crystal display fabricated as described above is as shown in FIG. 19, which is the ratio of the transmittance of each polarized light to the transmittance of the polarized light at the time at right (upper), left (left) Since the change in the state exhibits the same behavior as that of Embodiment 2 (right) in Fig. 15 (right), Fig. 16 (top), Fig. 17 (left), and Fig. 18 Cancellation was possible.

실시예 3 Example 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 편광판의 디스코틱액정코팅층(26)은 정면위상차를 35nm, 지상축(27)이 회전축일 때 경사위상차(R40) 8.6nm, 61.2nm이고 지상축(27)의 수직한 방향(진상축)이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 30.6nm이 되게끔 경사배향시켜 트위스트네마틱 액정표시장치를 제조하였다.The discotic liquid crystal coating layer 26 of the upper plate polarizing plate had a front retardation of 35 nm and an oblique retardation R 40 of 8.6 nm and 61.2 nm when the retardation axis 27 was a rotation axis, (Twisted nematic liquid crystal display) was manufactured by oblique alignment so that the oblique phase difference (R 40 ) was 30.6 nm when the vertical direction

상기에서 제조된 트위스트네마틱 액정표시장치의 투과율은 하기 도 20에 나타내었다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 중앙부에 투과율이 낮은 부분의 영역(파란색 영역)이 넓기 때문에 전시야각에서 암상태 구현이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.The transmittance of the twisted nematic liquid crystal display manufactured as described above is shown in FIG. As shown in FIG. 20, it was confirmed that the dark region (blue region) having a low transmittance at the central portion is widened, so that the dark state can be realized at the full viewing angle.

실시예 4 Example 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상측 편광판의 기재층의 정면위상차(R0)가 120nm, NZ가 1.3인 액정표시장치를 제조하였다.The liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the base layer of the upper polarizer had a front retardation R0 of 120 nm and NZ of 1.3.

상기에서 제조된 트위스트네마틱 액정표시장치의 투과율은 하기 도 21에 나타내었다. 도 21에 나타낸 바와 같이, 하측에 빛샘이 실시예 1 보다 증가하지만 중앙부에 투과율이 낮은 부분의 영역(파란색 영역)이 넓기 때문에 액정표시장치를 바 라보는 확률이 높은 시야각에서는 암상태 구현이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.The transmittance of the twisted nematic liquid crystal display manufactured as described above is shown in FIG. As shown in FIG. 21, since the region (blue region) where the light leakage is lower than that of Example 1 and the transmittance is low at the central portion is wide, it is possible to realize a dark state at a viewing angle with a high probability of viewing the liquid crystal display device .

실시예 5 Example 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 편광판의 디스코틱액정코팅층(26)은 정면위상차를 30nm, 지상축(27)이 회전축일 때 경사위상차(R40) 7.5nm, 56.3nm이고 지상축(27)의 수직한 방향(진상축)이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 26.3nm이 되게끔 경사배향시켜 트위스트네마틱 액정표시장치를 제조하였다.The synthesis was carried out as Example 1, the discotic liquid crystal coating layer 26 of the upper panel polarization plate is inclined retardation (R 40) 7.5nm, 56.3nm when the front retardation of 30nm, the slow axis 27 is the rotation axis and the slow axis ( (Twisted nematic liquid crystal display) was manufactured in such a manner that the inclined phase difference (R 40 ) was 26.3 nm when the vertical direction

상기에서 제조된 트위스트네마틱 액정표시장치의 투과율은 하기 도 22에 나타내었다. 도 22에 나타낸 바와 같이, 중앙부에 투과율이 낮은 부분의 영역(파란색 영역)이 넓기 때문에 전시야각에서 암상태 구현이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.The transmittance of the twisted nematic liquid crystal display manufactured as described above is shown in FIG. As shown in FIG. 22, it was confirmed that the dark region (blue region) having a low transmittance was wide at the center, so that it was possible to realize the dark state at the full viewing angle.

실시예 6 Example 6

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상측 편광판의 기재층의 정면위상차(R0)가 100nm, NZ가 1.2인 액정표시장치를 제조하였다.A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the base layer of the upper polarizer had a front retardation (R0) of 100 nm and NZ of 1.2.

상기에서 제조된 트위스트네마틱 액정표시장치의 투과율은 하기 도 23에 나타내었다. 도 23에 나타낸 바와 같이, 하측에 빛샘이 실시예 1 보다 증가하지만 중앙부에 투과율이 낮은 부분의 영역(파란색 영역)이 넓기 때문에 액정표시장치를 바 라보는 확률이 높은 시야각에서는 암상태 구현이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.The transmittance of the twisted nematic liquid crystal display manufactured as described above is shown in FIG. As shown in FIG. 23, since the area (blue area) of the lower light transmittance portion is larger than that of the first embodiment, but the transmittance is lower at the central portion, the dark state can be realized at a viewing angle with a high probability of viewing the liquid crystal display device. .

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 기재층(14)(24) 각각의 정면위상차(RO)는 0nm이고, 두께방향위상차(Rth)는 110nm로 설정하여 트위스트네마틱 액정표시장치를 제조하였다.A twisted nematic liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the front phase difference RO of each of the base layers 14 and 24 was 0 nm and the thickness direction retardation Rth was 110 nm.

상기에서 제조된 트위스트네마틱 액정표시장치의 투과율은 도 14와 같이 나타낸 바와 같은 바, 이는 우(右), 상(上), 좌(左), 및 하(下)에서의 시각에서 각각의 편광상태의 변화가 하기 도 10(우), 도 11(상), 도 12(좌), 및 도 13(하)에서 비교예 1(좌측)과 동일한 거동을 나타내기 때문에 도 14(좌측)와 같이 상기 실시예 1의 수렴정도 보다 덜해 실시예 1 보다 경사면에서 암(Black)상태의 구현이 불가능함을 확인할 수 있었다.The transmittance of the twisted nematic liquid crystal display fabricated as described above is as shown in Fig. 14, which shows that the polarizations of the respective polarizations (right, left, 14 (left) because the change in the state shows the same behavior as that of Comparative Example 1 (left) in Fig. 10 (right), Fig. 11 (left), Fig. 12 The degree of convergence of the first embodiment is less than that of the first embodiment.

비교예 2 Comparative Example 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 편광판의 디스코틱액정코팅층(26)은 정면위상차(RO)를 56nm, 지상축(17)이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 14nm, 98nm이고 지상축(17)의 수직한 방향(진상축)이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 49nm가 되게끔 경사배향시켜 트위스트네마틱 액정표시장치를 제조하였다.The synthesis was carried out as Example 1, the discotic liquid crystal coating layer 26 of the upper polarizing plate is the front retardation (RO) to 56nm, the slow axis 17 is the axis of rotation one time inclined retardation (R 40) is 14nm, 98nm and ground The twisted nematic liquid crystal display device was manufactured by obliquely aligning the oblique phase difference (R 40 ) to be 49 nm when the vertical direction (fast phase axis) of the axis 17 is the rotation axis.

상기에서 제조된 트위스트네마틱 액정표시장치의 전방위 투과율은 도 24와 같고 중앙부의 투과율이 낮은 부분의 영역(파란색)이 좁아 경사면에서 완벽한 암(Black)상태의 구현이 불가능함을 확인할 수 있었고 상기 실시예 1의 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 경로 및 비교예 2의 전방위 투과율 분포 도 24를 보아 각 방향에 따른 디스코틱액정의 위상차가 실시예 1과 차이가 날수록 빛이 많이 새 시야각이 나빠진다는 것을 알 수 있었다.The twisted nematic liquid crystal display manufactured as described above has an omni-directional transmittance as shown in FIG. 24, and the region (blue) of the low transmittance portion at the center portion is narrow, which makes it impossible to realize a perfect black state on the inclined surface. Path on Poincare Sphere of Example 1 and Omnidirectional Transmittance Distribution of Comparative Example 2 It is seen from FIG. 24 that the difference in phase difference of the discotic liquid crystal in each direction is different from Example 1, Could know.

비교예 3 Comparative Example 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하판 및 상판 편광판의 디스코틱액정코팅층(16)(26)은 정면위상차(RO)를 56nm, 지상축(17)이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 14nm, 98nm이고 지상축(17)의 수직한 방향(진상축)이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 49nm가 되게끔 경사배향시킨 것을 동일하게 사용하여 트위스트네마틱 액정표시장치를 제조하였다.The discotic liquid crystal coating layers 16 and 26 of the lower plate and the upper plate polarizing plate had a front retardation RO of 56 nm and an oblique retardation R 40 when the slow axis 17 was a rotation axis. (Twisted nematic liquid crystal display) was produced in the same manner as in Example 1 except that the oblique retardation (R 40 ) was 49 nm when the vertical axis (the fast axis) of the slow axis 17 was the rotation axis.

상기에서 제조된 트위스트네마틱 액정표시장치의 전방위 투과율은 도 25와 같고 중앙부의 투과율이 낮은 부분의 영역(파란색)이 좁아 경사면에서 완벽한 암(Black)상태의 구현이 불가능함을 확인할 수 있었고 상기 실시예1의 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 경로 및 비교예 3의 전방위 투과율 분포 도 25를 보아 각 방향에 따른 디스코틱액정의 위상차가 실시예 1과 차이가 날수록 빛이 많이 새 시야각이 나빠진다는 것을 알 수 있었다.The twisted nematic liquid crystal display fabricated as described above has an omni-directional transmittance as shown in FIG. 25, and the region (blue) of the low transmittance portion at the center portion is narrow, and it is confirmed that it is impossible to realize a perfect black state on the inclined surface. The path on the Poincare Sphere of Example 1 and the omnidirectional transmittance distribution of Comparative Example 3 From FIG. 25, it can be seen from FIG. 25 that as the phase difference of the discotic liquid crystal along each direction differs from that of Example 1, Could know.

비교예 4 Comparative Example 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 기재층(14)는 정면위상차(RO)가 0nm이고, 두께방향위상차(Rth)는 110nm로 설정하고, 기재층(24)는 정면위상차(RO)가 100nm이고 NZ=2.5로 설정하여 트위스트네마틱 액정표시장치를 제조하였다.The base layer 14 was set to have a frontal retardation RO of 0 nm and a thickness retardation Rth of 110 nm and the base layer 24 had a front retardation RO of 100 nm And NZ = 2.5, thereby producing a twisted nematic liquid crystal display device.

상기에서 제조된 트위스트네마틱 액정표시장치의 전방위 투과율은 도 26과 같고 중앙부의 투과율이 낮은 부분의 영역(파란색)이 좁아 경사면에서 완벽한 암(Black)상태의 구현이 불가능함을 확인할 수 있었고 상기 실시예 1의 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 경로 및 비교예 4의 전방위 투과율 분포 도 26을 보아 각 기재층 위상차가 실시예 1과 차이가 날수록 빛이 많이 새 시야각이 나빠진다는 것을 알 수 있었다. The twisted nematic liquid crystal display manufactured as described above has the omni-directional transmittance as shown in Fig. 26, and the area (blue) of the low transmittance portion at the center portion is narrow, which makes it impossible to realize a perfect black state on the inclined surface. The path on the Poincare Sphere of Example 1 and the omnidirectional transmittance distribution of Comparative Example 4 As shown in FIG. 26, it was found that the difference in phase difference between the respective base layers from Example 1 results in a worsening of the new viewing angle.

상기에서 보여진 바와 같이, 실시예 및 비교예에서 기재층 및 디스코틱액정층은 특정의 광학적 특성을 가져야만 시야각개선의 효과가 있다는 것을 푸앙카레구(Poincare Sphere) 표현을 통해 알 수 있었고, 이의 광학적 특성 범위를 벗어나는 경우 빛샘이 많이 발생한다는 것을 확인할 수 있었다.As shown above, in the examples and comparative examples, it was found through the Poincare Sphere expression that the substrate layer and the discotic liquid crystal layer had the effect of improving the viewing angle only when they had specific optical properties, It was confirmed that light leakage occurs when the characteristic range is exceeded.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 위상차 필름을 적용한 트위스트네마틱 액정표시장치는 모든 시각에 대해 우수한 화질을 제공할 수 있어, 높은 시야각 특성 이 요구되는 액정디스플레이에서 적용될 수 있다.As described above, the twisted nematic liquid crystal display device using the retardation film according to the present invention can provide excellent image quality for all viewing angles, and can be applied to a liquid crystal display requiring high viewing angle characteristics.

도 1은 본 발명에 따른 위상차 필름을 포함하는 TN모드 액정표시장치의 구조를 예시적으로 나타내는 사시도이고,1 is a perspective view exemplarily showing the structure of a TN mode liquid crystal display device including a retardation film according to the present invention,

도 2는 시인 쪽(백라이트 유닛 반대쪽)에서 바라볼 때 하판 편광판측 기판에 인접한 액정의 방향(31), 상판 편광판측 기판에 인접한 액정의 방향(32), 하판 편광판 및 상판 편광판의 흡수축(12)(22)을 설명하기 위한 모식도이고,2 is a view showing a liquid crystal direction 31 adjacent to the substrate on the lower plate polarizing plate side, a liquid crystal direction 32 adjacent to the substrate on the upper plate polarizing plate side, an absorption axis 12 of the lower plate polarizing plate and the upper plate polarizing plate 12 ) 22, and Fig.

도 3은 TN모드 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가했을 때 액정의 틸트(Tilt)각을 나타낸 그래프이고,3 is a graph showing a tilt angle of a liquid crystal when a voltage is applied to a liquid crystal cell of a TN mode liquid crystal display device,

도 4는 TN모드 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가했을 때 액정의 방향각을 나타낸 그래프이고,4 is a graph showing a direction angle of a liquid crystal when a voltage is applied to a liquid crystal cell of a TN mode liquid crystal display device,

도 5는 액정의 틸트각의 정의를 설명하기 위한 모식도이고,5 is a schematic view for explaining the definition of the tilt angle of the liquid crystal,

도 6은 본 발명에서 액정표시장치를 시인측에서 바라볼 때의 시선의 방향을 원형 좌표계에서 θ, Φ로 표현하는 것을 설명하기 위한 모식도이고,6 is a schematic view for explaining the direction of the line of sight when the liquid crystal display device is viewed from the viewer side in the present invention by? And? In the circular coordinate system,

도 7은 본 발명에 따른 위상차 필름의 굴절률 방향을 설명하기 위한 모식도이고,7 is a schematic view for explaining the refractive index direction of the retardation film according to the present invention,

도 8은 본 발명에서 액정셀(30)에 전압을 가하고 도 1의 편광자(11)(21)만을 배치했을 때의 전방위 투과도를 나타낸 결과이고,8 shows the results of the omni-directional transmittance when the liquid crystal cell 30 is applied with a voltage and only the polarizers 11 and 21 of Fig. 1 are disposed.

도 9는 본 발명에 따른 롤 상태의 필름의 제조과정상에서의 MD 방향을 나타내는 모식도이고,9 is a schematic view showing the MD direction in a manufacturing process of a roll film according to the present invention,

도 10은 본 발명의 실시예 1에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 θ =60도, Φ=0도 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,10 is a graph showing the viewing angle compensation according to the first embodiment of the present invention on a Poincare Sphere in the direction of? = 60 degrees and? = 0 degrees as compared with Comparative Example 1,

도 11은 본 발명의 실시예 1에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 θ=60도, Φ=90도 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,11 is a view on the Poincare Sphere in the direction of? = 60 degrees and? = 90 degrees as compared with Comparative Example 1 in the viewing angle compensation according to Embodiment 1 of the present invention,

도 12는 본 발명의 실시예 1에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 θ=60도, Φ=180도 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,12 is a view on the Poincare Sphere in the direction of? = 60 degrees and? = 180 degrees as compared with Comparative Example 1, according to Embodiment 1 of the present invention,

도 13은 본 발명의 실시예 1에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 θ=60도, Φ=270도 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,13 is a view on the Poincare Sphere in the direction of? = 60 degrees and? = 270 degrees as compared with Comparative Example 1 in the viewing angle compensation according to Embodiment 1 of the present invention,

도 14는 본 발명의 실시예 1에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 전방향투과도를 나타낸 것이고,Fig. 14 shows omnidirectional transmittance by comparing viewing angle compensation according to Example 1 of the present invention with Comparative Example 1,

도 15는 본 발명의 실시예 2에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 θ=60도, Φ=0도 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,15 is a view on the Poincare Sphere in the direction of? = 60 degrees and? = 0 degrees as compared with Comparative Example 1, according to Embodiment 2 of the present invention,

도 16은 본 발명의 실시예 2에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 θ=60도, Φ=90도 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,16 is a view on the Poincare Sphere in the direction of? = 60 degrees and? = 90 degrees in comparison with Comparative Example 1 in view angle compensation according to Embodiment 2 of the present invention,

도 17은 본 발명의 실시예 2에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 θ=60도, Φ=180도 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,17 is a view expressed on a Poincare Sphere in the direction of? = 60 degrees and? = 180 degrees, as compared with Comparative Example 1, according to Embodiment 2 of the present invention,

도 18은 본 발명의 실시예 2에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 θ=60도, Φ=270도 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,18 is a view on the Poincare Sphere in the direction of? = 60 degrees and? = 270 degrees as compared with Comparative Example 1 in the viewing angle compensation according to the second embodiment of the present invention,

도 19는 본 발명의 실시예 2에 의한 시야각보상을 비교예 1과 비교하여 전방향투과도를 나타낸 것이고,19 is a diagram showing omnidirectional transmittance in comparison with Comparative Example 1 for viewing angle compensation according to Embodiment 2 of the present invention,

도 20은 본 발명의 실시예 3에 의한 시감도 전방향투과도를 나타낸 것이고,Fig. 20 shows a visual sensitivity transmittance according to Example 3 of the present invention,

도 21은 본 발명의 실시예 4에 의한 시감도 전방향투과도를 나타낸 것이고,Fig. 21 shows the visual sensitivity front-end transmission according to the fourth embodiment of the present invention,

도 22는 본 발명의 실시예 5에 의한 시감도 전방향투과도를 나타낸 것이고,22 is a diagram showing a visual sensitivity transmittance according to Example 5 of the present invention,

도 23은 본 발명의 실시예 6에 의한 시감도 전방향투과도를 나타낸 것이고,23 shows the visual sensitivity front-end transmission according to the sixth embodiment of the present invention,

도 24는 본 발명의 비교예 2에 의한 시감도 전방향투과도를 나타낸 것이고,24 shows the visibility transmittance in the forward direction according to Comparative Example 2 of the present invention,

도 25는 본 발명의 비교예 3에 의한 시감도 전방향투과도를 나타낸 것이고,25 shows the visual sensitivity transmittance according to Comparative Example 3 of the present invention,

도 26은 본 발명의 비교예 4에 의한 시감도 전방향투과도를 나타낸 것이다.26 shows the visual sensitivity transmittance according to Comparative Example 4 of the present invention.

Claims (13)

기재층과 디스코틱액정코팅층을 포함하는 위상차 필름으로서,589.3nm의 파장을 기준으로 할 때 상기 기재층은 정면위상차가 100 내지 160nm이고 굴절율비 NZ가 1 내지 1.6 이며 지상축의 방향이 인접한 편광자의 흡수축에 직교하도록 구성되고;A retardation film comprising a substrate layer and a discotic liquid crystal coating layer, wherein the base layer has a front retardation of 100 to 160 nm, a refractive index ratio NZ of 1 to 1.6 and a direction of a slow axis of the polarizer And is configured to be orthogonal to the axis; 상기 디스코틱액정코팅층은 정면위상차가 30 내지 50nm이고, 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)는 -45도 방향을 관측자방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차 값이 7 내지 13nm이고, 135도 방향을 관측자방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차값이 55 내지 85nm이며, 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 25 내지 45nm인 위상차 필름.When the discotic liquid crystal coating layer has a frontal retardation of 30 to 50 nm and an inclined retardation (R 40 ) when the slow axis is a rotation axis, the retardation value is 7 to 13 nm when the -45 ° direction is rotated 40 degrees to the observer direction, Wherein the phase difference value is 55 to 85 nm when the direction is rotated by 40 degrees to the observer direction and the oblique phase difference (R 40 ) is 25 to 45 nm when the fast axis is the rotation axis. 제1항에 있어서, 기재층은 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀 폴리머(COP), 시클로올레핀 코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택된 것으로 제조된 것인 위상차 필름.The method of claim 1, wherein the substrate layer is selected from the group consisting of Triacetyl Cellulose (TAC), Cycloolefin Polymer (COP), Cycloolefin Copolymer (COC), Polyethylene Terephthalate (PET), Polypropylene (PP), Polycarbonate (PSF), and polymethyl methacrylate (PMMA). 제1항에 있어서, 기재층의 위상차는 연신에 의하여 부여된 것인 위상차 필름.The retardation film according to claim 1, wherein the retardation of the base layer is given by stretching. 편광자의 TN 액정셀 쪽 면에 제1항의 위상차 필름이 적층된 편광판.Wherein the retardation film of claim 1 is laminated on the side of the TN liquid crystal cell of the polarizer. 제4항에 있어서, 편광자의 다른 쪽 면에 트리아세틸셀룰로오스(TAC)이 적층된 편광판.The polarizer according to claim 4, wherein triacetyl cellulose (TAC) is laminated on the other side of the polarizer. 제4항의 편광판을 상판 또는 하판 편광판으로 포함하는 액정표시장치.A liquid crystal display device comprising the polarizing plate of claim 4 as an upper plate or a lower plate polarizing plate. 제6항에 있어서, 상판 편광판이 제4항의 편광판이고, The liquid crystal display according to claim 6, wherein the upper plate polarizer is the polarizer of claim 4, 하판 편광판은 589.3nm의 파장을 기준으로 할 때, 정면위상차가 10nm 이하이고 두께방향위상차(Rth)가 90 내지 130nm인 기재층에, 정면위상차가 30 내지 50nm이고, 지상축이 회전축일때 경사위상차(R40)는 -45도 방향을 관측자방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차 값이 7 내지 13nm이고, 135도 방향을 관측자방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차값이 55 내지 85nm이며, 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 25 내지 45nm인 디스코틱액정층이 코팅된 위상차필름을 포함하는 것인 액정표시장치The lower plate polarizing plate preferably has a retardation value of 30 to 50 nm and a retardation value of 30 to 50 nm in a base layer having a front retardation of 10 nm or less and a thickness retardation (Rth) of 90 to 130 nm on the basis of a wavelength of 589.3 nm R 40 ) has a retardation value of 7 to 13 nm when the direction of -45 ° is rotated 40 degrees to the direction of the observer and a retardation value of 55 to 85 nm when the direction of 135 ° is rotated 40 degrees to the direction of the observer, Wherein the liquid crystal display device comprises a retardation film coated with a discotic liquid crystal layer having an oblique phase difference (R 40 ) of 25 to 45 nm 제6항에 있어서, 하판 편광판이 제4항의 편광판이고, The liquid crystal display according to claim 6, wherein the lower plate polarizer is the polarizer of claim 4, 상판 편광판은 589.3nm의 파장을 기준으로 할 때, 정면위상차가 10nm 이하이고 두께방향위상차(Rth)가 90 내지 130nm인 기재층에, 정면위상차가 30 내지 50nm이고, 지상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)는 45도 방향을 관측자방향 가까이로 40도 돌렸을 때 위상차값이 7 내지 13nm이고, -135도 방향을 관측자방향 가까이로 40도 돌렸을때 위상차값이 55 내지 85nm이며, 진상축이 회전축일 때 경사위상차(R40)가 25 내지 45nm인 디스코틱액정층이 코팅된 위상차 필름을 포함하는 것인 액정표시장치.The top plate polarizer is characterized by having a base layer having a frontal retardation of 10 nm or less and a retardation in thickness direction (Rth) of 90 to 130 nm and having a front retardation of 30 to 50 nm and an oblique retardation (R 40) is a 45-degree phase difference value of 7 to 13nm, when a direction toward an observer's direction turned 40 degrees, and -135 degree is 55 to 85nm when the phase difference value in a direction close to the observer the direction turned 40 degrees, the fast axis rotation axis Wherein the liquid crystal layer comprises a retardation film coated with a discotic liquid crystal layer having an oblique phase difference (R 40 ) of 25 to 45 nm. 제6항에 있어서, 액정표시장치는 노멀화이트모드(Normal White Mode) 및 O-모드의 트위스트네마틱(Twist Nematic, TN)인 액정표시장치.The liquid crystal display of claim 6, wherein the liquid crystal display device is a twisted nematic (TN) mode in a normal white mode and an O-mode. 제6항에 있어서, 액정표시장치는 시인측에서 볼 때 백라이트측 액정기판의 액정배향방향이 수평방향을 기준으로 135도, 시인측 액정기판의 액정배향방향이 45도에 위치한 TN 액정셀을 포함하는 것인 액정표시장치.The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the liquid crystal display device includes a TN liquid crystal cell in which the liquid crystal alignment direction of the backlight side liquid crystal substrate is 135 degrees with respect to the horizontal direction and the liquid crystal alignment direction of the visual side liquid crystal substrate is 45 degrees To the liquid crystal display device. 제6항에 있어서, 하판 편광판의 편광자의 흡수축은 시인측에서 바라볼 때 백라이트측 액정기판의 수평을 기준으로 135도에 위치하도록 구성된 액정표시장치.The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the absorption axis of the polarizer of the lower plate polarizer is positioned at 135 degrees with respect to the horizontal of the backlight-side liquid crystal substrate when viewed from the viewer side. 제6항에 있어서, 상판 편광판은 편광자의 흡수축과 디스코틱액정코팅층의 지상축과 서로 직교하도록 구성된 것인 액정표시장치.The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the top plate polarizer is configured to be perpendicular to the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the discotic liquid crystal coating layer. 제6항에 있어서, 하판 편광판은 편광자의 흡수축과 디스코틱액정코팅층의 지상축과 서로 직교하도록 구성된 것인 액정표시장치.The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the lower plate polarizer is configured to be perpendicular to the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the discotic liquid crystal coating layer.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20060116775A (en) * 1999-10-21 2006-11-15 코니카 미놀타 홀딩스 가부시키가이샤 Liquid crystal display and process for producing optical film
KR20080085867A (en) * 2005-12-14 2008-09-24 후지필름 가부시키가이샤 Liquid crystal display device
KR20080092466A (en) * 2006-02-02 2008-10-15 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Display device
KR20100058873A (en) * 2008-11-25 2010-06-04 동우 화인켐 주식회사 Retardation film and wideviewing twist nematic liquid crystal display comprising the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060116775A (en) * 1999-10-21 2006-11-15 코니카 미놀타 홀딩스 가부시키가이샤 Liquid crystal display and process for producing optical film
KR20080085867A (en) * 2005-12-14 2008-09-24 후지필름 가부시키가이샤 Liquid crystal display device
KR20080092466A (en) * 2006-02-02 2008-10-15 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Display device
KR20100058873A (en) * 2008-11-25 2010-06-04 동우 화인켐 주식회사 Retardation film and wideviewing twist nematic liquid crystal display comprising the same

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