KR102113629B1 - In-Plane Switching Mode Liquid Crystal Display Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 보상 필름의 적용을 달리하여 대각 방향에서 취약한 대조비 및 컬러 쉬프트 문제를 해결한 횡전계형 액정 표시 장치에 관한 것으로, 횡전계형 액정 패널;과, 상기 횡전계형 액정 패널 하부에 위치하며, 제 1 지지체 및 제 1 편광 소자를 포함하는 제 1 편광판;과, 상기 횡전계형 액정 패널 상부에 바로 접하여 위치하며, 굴절률 이방성(Nz)가 -7.5 내지 -1.0 ((여기서, Nz=Rth/Re +0.5, Re=(nx-ny)*d, Rth=((nx+ny)/2-nz)*d으로 정의되며, nx, ny, nz는 각각 x, y, z 방향으로의 굴절률, d는 필름의 두께)의 파지티브 B-플레이트로 이루어진 제 1 광학 보상 필름;과, 상기 제 1 광학 보상 필름 상에 위치하며, 네거티브 역분산 A 플레이트로 이루어진 제 2 광학 보상 필름; 및 상기 제 2 광학 보상 필름 상에 위치하며, 제 2 편광 소자 및 제 2 지지체를 포함하는 제 2 편광판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a transverse electric field type liquid crystal display device that solves a problem of contrast and color shift in a diagonal direction by varying the application of an optical compensation film, and is located under the transverse electric field type liquid crystal panel; and, 1 A first polarizing plate comprising a support and a first polarizing element; And, the transverse electric field type liquid crystal panel is located directly in contact with the refractive index anisotropy (Nz) is -7.5 to -1.0 ((Nz = Rth / Re +0.5 , Re = (nx-ny) * d, Rth = ((nx + ny) / 2-nz) * d, nx, ny, and nz are refractive indexes in the x, y, and z directions, respectively, d is film A) a first optical compensation film made of a positive B-plate; and a second optical compensation film located on the first optical compensation film and made of a negative back-dispersed A plate; and the second optical compensation film Located on the, and includes a second polarizing plate comprising a second polarizing element and a second support And it characterized in that formed.

Description

횡전계형 액정 표시 장치 {In-Plane Switching Mode Liquid Crystal Display Device}Transverse electric field type liquid crystal display device {In-Plane Switching Mode Liquid Crystal Display Device}

본 발명은 횡전계형 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 광학 보상 필름의 적용을 달리하여 대각 방향에서 취약한 대조비 및 컬러 쉬프트 문제를 해결한 횡전계형 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transverse electric field type liquid crystal display device, and more particularly, to a transverse electric field type liquid crystal display device that solves a problem of weak contrast ratio and color shift in a diagonal direction by applying an optical compensation film.

본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있다. 이에, 여러 가지 다양한 평판표시장치(Flat Display Device)에 대해 박형화, 경량화 및 저소비전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.With the advent of the full-fledged information age, the display field for visually displaying electrical information signals is rapidly developing. Accordingly, research is being conducted to develop performance of thinning, lightening, and low power consumption for various flat display devices.

이 같은 평판표시장치의 대표적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro Luminescence Display device: ELD), 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display device: EWD) 및 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display device: OLED) 등을 들 수 있다. Typical examples of such a flat panel display device are a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel device (PDP), a field emission display device (FED), and an electroluminescent display device. (Electro Luminescence Display device: ELD), Electro-Wetting Display device (EWD), Organic Light Emitting Display device (OLED), and the like.

이와 같은 평판표시장치들은 공통적으로, 영상을 구현하기 위한 평판표시패널을 필수적으로 포함한다. 평판표시패널은 고유의 발광물질 또는 편광물질을 사이에 둔 한 쌍의 기판이 대면 합착된 구조이다.These flat panel display devices commonly include a flat panel display panel for realizing an image. The flat panel display panel is a structure in which a pair of substrates with unique light emitting materials or polarizing materials interposed therebetween.

특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.Particularly, among these flat panel display devices, a liquid crystal display (LCD) is a device that expresses an image using optical anisotropy of liquid crystal, and is excellent in resolution, color display, and image quality, and is actively applied to laptops or desktop monitors. have.

상기 액정표시장치는 크게 제 1 기판인 컬러필터(color filter) 기판과 제 2 기판인 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.The liquid crystal display device is mainly composed of a color filter substrate as a first substrate, an array substrate as a second substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the array substrate.

이 때, 상기 컬러필터 기판은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다. At this time, the color filter substrate is a color filter composed of a plurality of sub-color filters that realize the colors of red (R), green (G) and blue (Blue) and the sub-color filter It consists of a black matrix (black matrix) to block the light passing through the liquid crystal layer, and a transparent common electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer.

또한, 상기 어레이 기판은 종횡으로 배열되어 다수개의 화소영역을 정의하는 다수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 이루어져 있다. In addition, the array substrate is a thin film transistor (Tin Film Transistor; TFT) which is a switching element formed in a plurality of gate lines and data lines arranged vertically and horizontally to define a plurality of pixel regions, and an intersection region of the gate lines and the data lines, and the It consists of a pixel electrode formed on a pixel region.

이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착은 상기 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에 형성된 합착 키를 통해 이루어진다.The color filter substrate and the array substrate configured as described above are bonded to face each other by a sealant formed on an outer portion of the image display area to form a liquid crystal display panel, and the color filter substrate or the array substrate is bonded to the color filter substrate or It is made through a bonding key formed on the array substrate.

상술한 액정표시장치는 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수직한 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식의 액정표시장치를 나타내며, 상기 방식의 액정표시장치는 시야각이 90도 정도로 좁다는 단점을 가지고 있다. 이것은 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 기인하는 것으로 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 액정표시패널에 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직방향으로 배향되기 때문이다. The above-described liquid crystal display device represents a twisted nematic (TN) type liquid crystal display device that drives nematic liquid crystal molecules in a direction perpendicular to a substrate, and the liquid crystal display device of the above method has a viewing angle of about 90 degrees. It has the disadvantage of being narrow. This is due to the refractive anisotropy of the liquid crystal molecules, because the liquid crystal molecules aligned horizontally with the substrate are oriented almost perpendicular to the substrate when a voltage is applied to the liquid crystal display panel.

이에 액정분자를 기판에 대해 수평한 방향으로 구동시켜 시야각을 170도 이상으로 향상시킨 횡전계형(In Plane Switching Mode: IPS) 액정표시장치가 제안되었다. Accordingly, an in-plane switching mode (IPS) liquid crystal display device in which a liquid crystal molecule is driven in a horizontal direction with respect to a substrate to improve a viewing angle of 170 degrees or more has been proposed.

그런데, 횡전계형 액정 표시 장치는 전압에 다른 액정의 위상 지연 변화가 작고 상하 좌우 방향에서, 상, 하부 편광판의 광축이 수직 상태를 유지하기 때문에 시야각이 우수하지만, 상, 하부 편광판의 광축의 수직 상태가 깨지는 대각 방향에서는 빛샘이 발생하여 화질 저하를 야기시킨다.By the way, the transverse electric field type liquid crystal display device has excellent viewing angle since the phase delay change of the liquid crystals different from the voltage is small and the optical axes of the upper and lower polarizing plates are maintained vertically in the vertical and horizontal directions, but the vertical states of the optical axes of the upper and lower polarizing plates Light leakage occurs in the diagonal direction in which the image is broken, causing image quality deterioration.

상기와 같은 종래의 횡전계형 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional transverse electric field type liquid crystal display device has the following problems.

대각 방향에서의 광축이 수직 상태가 깨져 블랙 상태에서, 빛샘이 발생하는 문제점이 있으며, 현재 편광판은 PVA 광학층과 그 상하의 TAC(Triacetyl cellulose)의 보호막으로 이루어지는데, 이러한 적층 구조만으로는 상술한 빛샘에 의한 화질 저하를 해결할 수 없다. There is a problem that light leakage occurs in the black state in which the optical axis in the diagonal direction is broken vertically, and the current polarizing plate is composed of a PVA optical layer and a protective film of TAC (Triacetyl cellulose) above and below. Deterioration of image quality due to cannot be solved

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 광학 보상 필름의 적용을 달리하여 대각 방향에서 취약한 대조비 및 컬러 쉬프트 문제를 해결한 횡전계형 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and to provide a transverse electric field type liquid crystal display device that solves the problem of weak contrast ratio and color shift in a diagonal direction by applying an optical compensation film.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 횡전계형 액정 표시 장치는, 횡전계형 액정 패널;과, 상기 횡전계형 액정 패널 하부에 위치하며, 제 1 지지체 및 제 1 편광 소자를 포함하는 제 1 편광판;과, 상기 횡전계형 액정 패널 상부에 바로 접하여 위치하며, 굴절률 이방성(Nz)가 -7.5 내지 -1.0 ((여기서, Nz=Rth/Re +0.5, Re=(nx-ny)*d, Rth=((nx+ny)/2-nz)*d으로 정의되며, nx, ny, nz는 각각 x, y, z 방향으로의 굴절률, d는 필름의 두께)의 파지티브 B-플레이트로 이루어진 제 1 광학 보상 필름;과, 상기 제 1 광학 보상 필름 상에 위치하며, 네거티브 역분산 A 플레이트로 이루어진 제 2 광학 보상 필름; 및 상기 제 2 광학 보상 필름 상에 위치하며, 제 2 편광 소자 및 제 2 지지체를 포함하는 제 2 편광판을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다. The present invention for achieving the above object is a horizontal electric field type liquid crystal display device, a horizontal electric field type liquid crystal panel; And, the first polarizing plate is located under the horizontal electric field type liquid crystal panel, a first support and a first polarizing element; And, the transverse electric field type liquid crystal panel is located directly in contact with the upper portion, the refractive index anisotropy (Nz) is -7.5 to -1.0 ((Nz = Rth / Re +0.5, Re = (nx-ny) * d, Rth = ( (nx + ny) / 2-nz) * d, nx, ny, nz are refractive indexes in the x, y, and z directions, d is the thickness of the film, respectively) A compensation film; and a second optical compensation film located on the first optical compensation film and made of a negative back-dispersed A plate; and a second polarizing element and a second support located on the second optical compensation film. It is characterized by being made by including a second polarizing plate.

여기서, 상기 제 1 광학 보상 필름은 nz>nx>ny의 굴절률 특징을 갖는다. Here, the first optical compensation film has a refractive index characteristic of nz> nx> ny.

그리고, 제 2 광학 보상 필름은 1.0 내지 1.3의 Nz 값을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우, 상기 제 2 광학 보상 필름은 nx>ny=nz의 굴절률 조건을 갖는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the second optical compensation film has an Nz value of 1.0 to 1.3. Further, in this case, it is preferable that the second optical compensation film has a refractive index condition of nx> ny = nz.

여기서, 상기 제 1, 제 2 편광 소자는 서로 수직한 흡수축을 갖는 것이다. Here, the first and second polarizing elements have absorption axes perpendicular to each other.

그리고, 상기 횡전계형 액정 패널의 광축과 상기 제 1 편광 소자와 제 2 편광 소자의 어느 하나의 흡수축과 일치한다. Then, the optical axis of the transverse electric field type liquid crystal panel and the absorption axis of any one of the first polarization element and the second polarization element coincide.

상기 제 1 편광 소자, 상기 액정 패널, 제 1, 제 2 광학 보상 필름을 차례로 통과한 광은 상기 제 2 편광 소자의 흡수축과 일치하는 편광 상태를 가질 수 있다. Light passing through the first polarization element, the liquid crystal panel, and the first and second optical compensation films in turn may have a polarization state coinciding with the absorption axis of the second polarization element.

상기 제 1, 제 2 지지체는 위상 지연이 없는 트리아세틸 셀루로오스(Triacetyl celluose) 또는 사이클로 올레핀 폴리머(COP: Cyclo olefin Polymer)로 이루어질 수 있다. The first and second supports may be made of triacetyl celluose or cyclo olefin polymer (COP) without phase delay.

이 경우, 상기 횡전계형 액정 패널은, 서로 대향된 제 1, 제 2 기판;과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 복수개의 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;와, 상기 각 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 화소 전극 및 공통 전극;과, 상기 제 2 기판 상에, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터에 대응되어 형성된 블랙 매트릭스층;과, 상기 화소 영역들에 대응되어 제 2 기판 상에 형성된 컬러 필터층; 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층을 포함하여 이루어진 것일 수 있다. In this case, the transverse electric field type liquid crystal panel includes: first and second substrates facing each other; and gate lines and data lines crossing each other on the first substrate to define a plurality of pixel areas; and the gate lines and A thin film transistor formed at an intersection of a data line; and a pixel electrode and a common electrode formed alternately in each pixel area; and black formed corresponding to the gate line, the data line, and the thin film transistor on the second substrate A matrix layer; and a color filter layer formed on a second substrate corresponding to the pixel regions; And a liquid crystal layer between the first and second substrates.

상기와 같은 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention as described above has the following effects.

본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치는 대각 방향에서 암 상태의 빛샘 불량을 방지하여 컬러 쉬프트를 방지함으로써, 궁극적으로 화질을 개선한 것이며, 이를 위해 액정 패널 상부측에 액정 패널과 상부 편광 소자(제 2 편광 소자)와의 사이에 위치하는 제 1, 제 2 광학 보상 필름의 성질을 정의하여 준 것이다.The transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention is to improve the image quality by preventing color shift by preventing a light leakage defect in a dark state in a diagonal direction, and for this purpose, a liquid crystal panel and an upper polarizing element (second part) on the upper side of the liquid crystal panel Polarization element) and the properties of the first and second optical compensation films positioned therebetween.

즉, 액정 패널과 최인접한 제 1 광학 보상 필름은 굴절률 이방성 Nz 값이 -7.5 내지 -1.0의 범위이며, 이축성의 파지티브 B 플레이트로 하며, 제 2 광학 보상 필름은 굴절률 이방성 Nz 값이 1.0 내지 1.3이며, 역파장 분산 특성의 네거티브 A 플레이트로 한다. 이를 통해 모든 색상의 입사광이 제 2 편광 소자(상부 편광 소자)를 지날 때, 그 흡수축에 모이게 하여, 광학적으로 암 상태에서 빛샘을 차단하게 하는 것이다.That is, the first optical compensation film closest to the liquid crystal panel has a refractive index anisotropy Nz value in the range of -7.5 to -1.0, a biaxial positive B plate, and a second optical compensation film has a refractive index anisotropy Nz value of 1.0 to 1.3. It is assumed to be a negative A plate with reverse wavelength dispersion characteristics. Through this, when the incident light of all colors passes through the second polarizing element (upper polarizing element), it is collected on the absorption axis, thereby optically blocking light leakage in a dark state.

도 1은 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도
도 2는 도 1의 액정 패널의 평면도
도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도
도 4a는 정면에서 바라보는 경우에 있어서, 직교하는 제 1, 제 2 편광 소자의 광 투과축을 개략적으로 나타내는 예시도
도 4b는 대각 방향에서 바라보는 경우에 있어서, 직교하는 제 1, 제 2 편광 소자의 광 투과축을 개략적으로 나타내는 예시도
도 5a 및 도 5b는 직교 좌표계에서 임의의 타원 편광과 이에 대응하는 뿌앙카레(Poincare) 벡터를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 비교 실시예의 광경로를 뿌앙카레(Poincare) 벡터에 나타내는 도면
도 7은 도 6의 광경로 L2가 이루어지는 A-플레이트의 광분산성을 파장별로 나타낸 그래프
도 8은 본 발명의 액정 표시 장치의 제 2 광학 보상 필름과 비교예의 A-플레이트의 광 분산성을 파장별로 비교한 그래프
도 9는 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 액정 패널을 통과한 광의 광경로를 뿌앙카레 벡터에 나타낸 도면
도 10a 및 도 10b는 비교 실시예와 본 발명의 실시예의 광 보상 경로를 2차원적으로 설명한 도면
도 11a 및 도 11b는 비교 실시예와 본 발명의 실시예의 암 상태의 휘도 시야각 특성을 나타낸 시뮬레이션도
1 is a cross-sectional view showing a transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention
FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal panel of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view taken along line I to I 'in FIG. 2;
Figure 4a is an exemplary view schematically showing the light transmission axes of the orthogonal first and second polarizing elements when viewed from the front
Figure 4b is an exemplary view schematically showing the light transmission axis of the orthogonal first and second polarizing elements when viewed from the diagonal direction
5A and 5B are views showing an arbitrary elliptical polarization in a Cartesian coordinate system and a corresponding Poincare vector.
6 is a view showing a light path of a comparative example of the present invention in a Poincare vector
7 is a graph showing the light scattering properties of the A-plate formed by the optical path L2 of FIG. 6 for each wavelength
8 is a graph comparing the optical dispersion of the second optical compensation film of the liquid crystal display of the present invention and the A-plate of the comparative example for each wavelength
FIG. 9 is a view showing a light path of light passing through a liquid crystal panel in a Puccan vector in the liquid crystal display device of the present invention
10A and 10B are two-dimensional views of an optical compensation path of a comparative embodiment and an embodiment of the present invention.
11A and 11B are simulation diagrams showing the luminance viewing angle characteristics of the dark state of the comparative example and the embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a lateral electric field type liquid crystal display device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention.

도 1과 같이, 본 발명은 횡전계형 액정 표시 장치는, 액정 패널(100)과, 상기 액정 패널(100) 하부에 위치하며, 제 1 지지체(112) 및 제 1 편광 소자(111)를 포함하는 제 1 편광판(110)과, 상기 액정 패널(100) 상부에 바로 접하여 위치하며, 굴절률 이방성(Nz)가 -7.5 내지 -1.0 의 파지티브 B 플레이트로 이루어진 제 1 광학 보상 필름(121)과, 상기 제 1 광학 보상 필름(121) 상에 위치하며, 네거티브 역분산 A 플레이트로 이루어진 제 2 광학 보상 필름(122) 및 상기 제 2 광학 보상 필름(122) 상에 위치하며, 제 2 편광 소자(123) 및 제 2 지지체(124)를 포함하는 제 2 편광판(120)을 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 1, in the present invention, the transverse electric field type liquid crystal display device includes a liquid crystal panel 100 and a first support 112 and a first polarization element 111 located under the liquid crystal panel 100. The first polarizing plate 110, the first optical compensation film 121 is located directly in contact with the upper portion of the liquid crystal panel 100, a refractive index anisotropy (Nz) of -7.5 to -1.0 positive B plate, and Located on the first optical compensation film 121, the second optical compensation film 122 made of a negative back-dispersed A plate and the second optical compensation film 122, the second polarizing element 123 And a second polarizing plate 120 including a second support 124.

공통적으로 제 1, 제 2 광학 보상 필름(121)의 굴절률 이방성을 나타내는 Nz 는 Nz=Rth/Re +0.5 의 값으로 산출된다. Re는 해당 광학 보상 필름의 면내의 위상 지연 값을 의미하며, 하기 수학식 1의 조건으로 얻어지며, Rth는 해당 광학 보상 필름의 두께 방향의 위상 지연 값을 의미하며, 수학식 2의 조건으로 얻어진다.In common, Nz representing the refractive index anisotropy of the first and second optical compensation films 121 is calculated as a value of Nz = Rth / Re +0.5. Re means the phase retardation value in the plane of the optical compensation film, and is obtained under the condition of Equation 1 below, Rth means the phase retardation value in the thickness direction of the optical compensation film, and is obtained by the condition of Equation 2 Lose.

[수학식 1][Equation 1]

Re=(nx-ny)*dRe = (nx-ny) * d

[수학식 2][Equation 2]

Rth=((nx+ny)/2-nz)*dRth = ((nx + ny) / 2-nz) * d

여기서, nx, ny, nz는 각각 x, y, z 방향으로의 굴절률이며, d는 각각 해당 광학 보상 필름의 두께를 의미한다.Here, nx, ny, and nz are refractive indices in the x, y, and z directions, respectively, and d denotes the thickness of the corresponding optical compensation film, respectively.

한편, 상기 제 1 광학 보상 필름(121)은, x, y, z 방향의 굴절률이 모두 상이한 이축성 필름이며, nz>nx>ny의 굴절률 관계를 갖는 것이다.Meanwhile, the first optical compensation film 121 is a biaxial film having different refractive indices in the x, y, and z directions, and has a refractive index relationship of nz> nx> ny.

제 2 광학 보상 필름(122)은, 대략적으로 y, z 방향의 굴절률이 같고(ny=nz), 이들 굴절률(ny, nz)보다 x 방향의 굴절률(nx)이 크다는 특징을 갖는다. 여기서, ny=nz란 ny와 nz가 수치적으로 완전한 동일한 경우 뿐만 아니라 실질적으로 동일한 경우도 포함한다.The second optical compensation film 122 is characterized in that the refractive indexes in the y and z directions are approximately the same (ny = nz), and the refractive indexes nx in the x direction are larger than those of the refractive indices ny and nz. Here, ny = nz includes cases in which ny and nz are numerically completely identical as well as substantially identical cases.

또한, 상기 제 1 광학 보상 필름(121)은 이축성 광학 필름으로, 사이클로 올레핀 폴리머(COP: Cycloolefin Polymer), PNB(Polynorbonene), 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate), 2축성 액정 필름 등으로 이루어질 수 있다.In addition, the first optical compensation film 121 is a biaxial optical film, and may be formed of a cycloolefin polymer (COP), polynorbonene (PNB), polycarbonate (PC), biaxial liquid crystal film, or the like. .

이 경우, 상기 제 2 광학 보상 필름(122)은 굴절률 이방성의 정도를 나타내는 Nz 는 1.0 내지 1.3의 Nz 값을 갖는다. 또한, 이 경우, 상기 제 2 광학 보상 필름(122)은 역파장 분산 특성을 갖는 것으로, 예를 들어, 굴절률로 설명하면, 장파장의 굴절률이 단파장의 굴절률보다 높은 특징을 갖는다 (Δn (450nm)<Δn (550nm)<Δn (650nm)). 이 경우, 상기 제 2 광학 보상 필름(122)은 일축성으로, 연신 사이클로 올레핀 폴리머, 연신 폴리카보네이트 필름 혹은 UV 경화형 수평 배향 액정 필름으로 이루어질 수 있다.In this case, the second optical compensation film 122 has an Nz value of 1.0 to 1.3, which indicates the degree of refractive index anisotropy. In addition, in this case, the second optical compensation film 122 has a reverse wavelength dispersion characteristic, and for example, when described as a refractive index, a refractive index of a long wavelength is higher than a refractive index of a short wavelength (Δn (450nm) < Δn (550 nm) <Δn (650 nm)). In this case, the second optical compensation film 122 is uniaxial, and may be formed of an olefin polymer, a stretched polycarbonate film, or a UV curable horizontally oriented liquid crystal film.

그리고, 상기 제 1, 제 2 편광 소자(111, 123)는 서로 수직한 흡수축을 갖는 것이다. In addition, the first and second polarization elements 111 and 123 have absorption axes perpendicular to each other.

이 경우, 상기 액정 패널(100)의 광축과 상기 제 1 편광 소자(111)와 제 2 편광 소자(123)의 어느 하나의 흡수축이 일치한다. In this case, the optical axis of the liquid crystal panel 100 and the absorption axis of any one of the first polarization element 111 and the second polarization element 123 coincide.

이러한 특징의 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치는, 상기 제 1 편광 소자(111)와, 상기 액정 패널(100), 제 1, 제 2 광학 보상 필름(121, 122)을 차례로 통과한 광이 상기 제 2 편광 소자(123)의 흡수축과 색차없이 일치하는 편광 상태를 가질 수 있다. In the transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention, the light passing through the first polarizing element 111, the liquid crystal panel 100, and the first and second optical compensation films 121 and 122 in turn is the above. It may have a polarization state that matches the absorption axis of the second polarization element 123 without a color difference.

상기 제 1, 제 2 지지체(112, 124)는 위상 지연이 없는 트리아세틸 셀루로오스(Triacetyl celluose) 또는 사이클로 올레핀 폴리머(COP: Cyclo olefin Polymer)과 같은 보호 필름으로 이루어질 수 있다. The first and second supports 112 and 124 may be formed of a protective film such as triacetyl celluose or cyclo olefin polymer (COP) without phase delay.

그리고, 상기 1, 제 2 편광 소자(111, 123)은 광학 필름으로 특별한 제한은 없지만, 예를 들어, 요오드 또는 2색성 염료를 함유하는 PVA계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름의 연신 필름, 2색성 물질과 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 일정 방향으로 배향시킨 O형 편광 소자 및 료트로픽(lyotropic) 액정을 일정 방향을 배향시킨 E형 편광 소자 등이 될 수 있다.In addition, although the first and second polarizing elements 111 and 123 are not particularly limited as optical films, for example, a stretched film of a polymer film mainly composed of a PVA-based resin containing iodine or a dichroic dye, a dichroism It may be an O-type polarizing element in which a liquid crystal composition containing a substance and a liquid crystal compound is aligned in a certain direction, an E-type polarizing element in which a lyotropic liquid crystal is aligned in a certain direction, or the like.

한편, 이하에서는 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치의 액정 패널의 내부 구조를 간략히 살펴본다.Meanwhile, the internal structure of the liquid crystal panel of the transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention will be briefly described below.

도 2는 도 1의 액정 패널의 평면도이며, 도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도이다.FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal panel of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line I to I 'in FIG. 2.

실제의 횡전계형 액정 표시 장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면은 한 화소를 도시하여 설명한다.In an actual lateral electric field type liquid crystal display, N gate lines and M data lines intersect and there are MxN pixels, but for simplicity, the drawing is illustrated with one pixel.

2 및 도 3과 같이, 횡전계방식 액정표시장치의 액정 패널(100)은, 서로 대향된 제 1, 제 2 기판((10, 5)과, 상기 제 1 기판(10) 상에 서로 교차하여 복수개의 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(16) 및 데이터 라인(17)과, 상기 게이트 라인(16) 및 데이터 라인(17)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(T)와, 상기 각 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 화소 전극(18) 및 공통 전극(8)과, 상기 제 2 기판(5) 상에, 상기 게이트 라인(16), 데이터 라인(17) 및 박막 트랜지스터(T)에 대응되어 형성된 블랙 매트릭스층(6)과, 상기 화소 영역들에 대응되어 제 2 기판(5) 상에 형성된 컬러 필터층(7) 및 상기 제 1, 제 2 기판(10, 5) 사이의 액정층(30)을 포함하여 이루어진 것이다. 2 and 3, the liquid crystal panel 100 of the transverse electric field type liquid crystal display device, the first and second substrates (10, 5) opposite to each other, and crossing each other on the first substrate 10 A gate line 16 and a data line 17 defining a plurality of pixel areas, a thin film transistor T formed at an intersection of the gate line 16 and the data line 17, and each pixel area to each other A black matrix formed corresponding to the gate line 16, the data line 17, and the thin film transistor T on the alternately formed pixel electrode 18 and the common electrode 8 and the second substrate 5 A layer 6 and a color filter layer 7 formed on a second substrate 5 corresponding to the pixel regions and a liquid crystal layer 30 between the first and second substrates 10 and 5 It is done.

각각 제 1, 제 2 기판(10, 5)은 투명한 기판으로 이루어지며, 명 상태(white state)에서, 하부의 제 1 편광 소자(111)의 투과축을 통해 입사된 광이, 액정 패널(100), 제 1, 제 2 광학 보상 필름(121, 122)을 거쳐 제 2 편광 소자(123)의 투과축을 통해 투과되어, 표시가 이루어진다. Each of the first and second substrates 10 and 5 is made of a transparent substrate, and in the white state, light incident through the transmission axis of the lower first polarizing element 111 is transferred to the liquid crystal panel 100. , Transmitted through the transmission axis of the second polarizing element 123 through the first and second optical compensation films 121 and 122, and display is performed.

한편, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 라인(16)에 연결된 게이트 전극(21), 상기 데이터 라인(17)에 연결된 소오스 전극(22) 및 이와 이격된 드레인 전극(23)으로 이루어진다. 여기서, 상기 드레인 전극(23)은 분기된 화소 전극(18)들을 연결해주는 화소 전극 라인(181)과 일체형으로 연결되어 있다.Meanwhile, the thin film transistor T includes a gate electrode 21 connected to the gate line 16, a source electrode 22 connected to the data line 17 and a drain electrode 23 spaced apart from the gate electrode 21. Here, the drain electrode 23 is integrally connected to the pixel electrode line 181 connecting the branched pixel electrodes 18.

또한, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 전극(21)과 소오스/드레인 전극(22, 23) 사이의 절연을 위한 제 1 절연막(15a)을 포함하며, 상기 소오스 전극(22)과 드레인 전극(23) 간에 전도 채널(conductive channel)을 형성하는 액티브패턴(24)을 상기 제 1 절연막(15a)과 소오스/드레인 전극(22, 23) 층상 사이에 포함한다.In addition, the thin film transistor T includes a first insulating film 15a for insulating between the gate electrode 21 and the source / drain electrodes 22 and 23, and the source electrode 22 and the drain electrode ( 23) an active pattern 24 forming a conductive channel between the first insulating layer 15a and the source / drain electrodes 22 and 23 is included between the layers.

참고로, 설명하지 않은 도면부호 25는 상기 액티브패턴(24)의 소오스/드레인영역과 상기 소오스/드레인 전극(22, 23) 사이를 오믹-콘택(ohmic contact)시키는 오믹-콘택층을 나타낸다.For reference, reference numeral 25, which is not described, denotes an ohmic-contact layer that makes ohmic contact between the source / drain regions of the active pattern 24 and the source / drain electrodes 22, 23.

이러한 상기 화소 영역 내에는 상기 게이트 라인(16)에 대해 평행한 방향으로 공통 라인(8l)과 스토리지 전극(18s)이 배열되고, 상기 화소영역 내에 횡전계(90)를 발생시켜 액정분자(미도시)를 스위칭(switching)하는 다수개의 공통전극(8)과 화소전극(18)이 상기 데이터라인(17)에 대해 평행한 방향으로 배열되어 있다. In the pixel area, a common line 8l and a storage electrode 18s are arranged in a direction parallel to the gate line 16, and a transverse electric field 90 is generated in the pixel area to generate liquid crystal molecules (not shown). ) A plurality of common electrodes 8 and pixel electrodes 18 switching are arranged in a direction parallel to the data line 17.

이 때, 상기 스토리지 전극(18s)은 상기 제 1 절연막(15a)을 사이에 두고 그 하부의 공통 라인(8l)의 일부와 중첩되어 스토리지 커패시터(storage capacitor)(Cst)를 형성하게 된다. At this time, the storage electrode 18s overlaps a portion of the common line 8l under the first insulating layer 15a to form a storage capacitor Cst.

이와 같이 구성된 액정 패널(100)은 각각 제 1, 제 2 기판(10, 5)의 최상면의 액정층 대향(對向)면에 상기 액정분자의 초기 배향방향을 결정짓는 배향막(미도시)이 각각 형성되어 있다.The liquid crystal panel 100 configured as described above has an alignment film (not shown) that determines the initial alignment direction of the liquid crystal molecules on the opposite surfaces of the liquid crystal layers of the first and second substrates 10 and 5, respectively. Is formed.

그리고, 액정 패널의 외부 구성으로, 상기 제 1 편광 소자(111)가 상기 제 1 기판(10)의 외측면에 직접 접하며 형성되며, 제 2 기판(5)의 외측면에 상기 제 1 광학 보상 필름(121)이 직접 접하여 형성된다. And, as an external configuration of the liquid crystal panel, the first polarizing element 111 is formed directly in contact with the outer surface of the first substrate 10, the first optical compensation film on the outer surface of the second substrate 5 (121) is formed by direct contact.

상기와 같은 구조를 갖는 액정 패널(100)은 공통전극(8)과 화소전극(18)이 동일한 제 1 기판(10) 상에 배치되어 횡전계를 발생시키고 액정분자가 상기 제 1 기판(10) 면에 평행한 상기 횡전계로 나란하게 배열되기 때문에 시야각을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.In the liquid crystal panel 100 having the above-described structure, the common electrode 8 and the pixel electrode 18 are disposed on the same first substrate 10 to generate a transverse electric field, and liquid crystal molecules are disposed on the first substrate 10. Since it is arranged side by side with the transverse electric field parallel to the plane, it has an advantage of improving the viewing angle.

그런데, 이러한 횡전계 방식의 액정 패널(100)은, 암(black) 상태를 표시할 때 대각방향에서 빛의 누설이 발생하여, 그 자체로 적용시 낮은 명암 대비비(contrast ratio)를 나타내는 문제가 있다.However, the liquid crystal panel 100 of the transverse electric field method has a problem of exhibiting a low contrast ratio when applied to itself, since light leakage occurs in a diagonal direction when displaying a black state. have.

한편, 상기 액정층(30)은 전계가 존재하는 않는 상태(명(화이트) 상태))에서는 균질하게 배향되는 액정을 포함할 수 있으며, 이 경우, 액정층(30)은 nx>ny=nz의 굴절률 특성을 나타낼 수 있다. 단, 면내의 굴절률을 nx, ny로 하고, 두께 방향의 굴절률은 nz로 한다. 이 경우, ny=nz는 수치적 완전 동일 뿐만 아니라 실질적으로 동일한 경우도 포함한다.On the other hand, the liquid crystal layer 30 may include a liquid crystal that is homogeneously oriented in a state in which there is no electric field (light (white) state), and in this case, the liquid crystal layer 30 has an nx> ny = nz. Refractive index characteristics can be exhibited. However, the in-plane refractive index is set to nx and ny, and the refractive index in the thickness direction is set to nz. In this case, ny = nz includes not only numerically identical but also substantially identical cases.

횡전계 방식은 전압 제어 복굴절(Electrically Controlled Birefringence: ECB) 효과를 이용하여, 전계가 존재하지 않은 상태에서 균질하게 배향된 네마틱 액정을 액정층으로 구비하여, 전압 인가시 화소 전극과 공통 전극 사이에 조성되는 횡전계로 액정층을 구동하는 방식이다.The transverse electric field method uses a voltage-controlled birefringence (ECB) effect to equip the liquid crystal layer with a nematic liquid crystal homogeneously oriented in the absence of an electric field, between a pixel electrode and a common electrode when a voltage is applied. This is a method of driving a liquid crystal layer with a transverse electric field that is created.

도 4a는 정면에서 바라보는 경우에 있어서, 직교하는 제 1, 제 2 편광소자의 광 투과축을 개략적으로 나타내는 예시도이며, 도 4b는 대각 방향에서 바라보는 경우에 있어서, 직교하는 제 1, 제 2 편광 소자의 광 투과축을 개략적으로 나타내는 예시도이다.4A is an exemplary view schematically showing the light transmission axes of the first and second polarizing elements that are orthogonal when viewed from the front, and FIG. 4B is the first and second orthogonal when viewed from the diagonal direction. It is an exemplary view schematically showing the light transmission axis of the polarizing element.

도 4a에 도시된 바와 같이, 정면에서 액정 패널을 바라보는 경우에는 액정 패널의 하부 및 상부에 위치하는 제 1, 제 2 편광 소자의 광 흡수축이 90°를 이루게 되어 암 상태를 구현하지만, 도 4b에 도시된 바와 같이 대각방향에서 액정패널을 바라보는 경우에는 제 1, 제 2 편광 소자의 광 흡수축의 차가 90°이상으로 관찰되어, 대각 방향으로 바라볼 때, 제 1, 제 2 편광 소자간의 직교성이 깨지기 때문에 빛샘이 발생하게 된다.As illustrated in FIG. 4A, when the liquid crystal panel is viewed from the front, the light absorption axes of the first and second polarizing elements positioned at the lower and upper portions of the liquid crystal panel form 90 °, thereby realizing a dark state. When looking at the liquid crystal panel in the diagonal direction as shown in 4b, the difference between the light absorption axes of the first and second polarizing elements is observed to be 90 ° or more, and when viewed in the diagonal direction, between the first and second polarizing elements Because orthogonality is broken, light leakage occurs.

이와 같이 횡전계형 액정표시장치는 액정층에 횡전계가 인가되는 방식으로 전압에 따른 액정의 위상지연 (retardation) 변화가 작고 상하 좌우방향에서 상, 하부 편광판의 광축이 수직 상태를 유지하기 때문에 시야각이 우수하지만, 제 1, 제 2 편광 소자의 광축의 수직 상태가 깨지는 대각방향에서는 빛샘이 발생하여 화질 저하를 야기할 수 있다.As described above, the transverse electric field type liquid crystal display device has a small change in phase retardation of the liquid crystal according to the voltage in a manner in which a transverse electric field is applied to the liquid crystal layer, and the viewing angle is maintained because the optical axes of the upper and lower polarizing plates maintain a vertical state in the vertical direction. Although excellent, light leakage may occur in the diagonal direction in which the vertical states of the optical axes of the first and second polarizing elements are broken, which may cause deterioration of image quality.

이와 같은 대각 방향의 화질 저하를 개선하기 위해서는 광학 보상 필름(optical compensation film)을 적용하여야 하는데, 편광판 자체의 광학층(PVA층)을 보호하는 현재의 보호층(주로 재질이 TAC층)으로는 보상에 한계가 있다. In order to improve the deterioration of the image quality in the diagonal direction, an optical compensation film must be applied, and the current protective layer (mainly the material is a TAC layer) that protects the optical layer (PVA layer) of the polarizing plate itself is compensated. There is a limit.

이하, 본 발명의 대각 방향에서의 빛샘을 방지하는 제 1, 제 2 광학 보상 필름을 적용시 그 원리를 뿌앙카레 구를 이용하여 설명한다.Hereinafter, the principle of applying the first and second optical compensation films to prevent light leakage in the diagonal direction of the present invention will be described using a Puancare sphere.

액정과 같이 투명한 매질의 광학적 특성을 기하학적으로 해석하기 위해 편광상태의 뿌앙카레 구 표현을 이용한다.In order to geometrically interpret the optical properties of a transparent medium such as a liquid crystal, the expression of the Paucan Curry in polarized state is used.

우선, 존즈벡터는 완전편광만 나타낼 수 있으며, 좀더 일반적인 부분편광을 표현하는 데는 아래의 수학식 3과 같이 정의되는 스토크스 변수(Stokes parameter)를 사용한다.First, the Jones vector can represent only complete polarization, and the Stokes parameter defined as Equation 3 below is used to express more general partial polarization.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112013121074812-pat00001
Figure 112013121074812-pat00001

Figure 112013121074812-pat00002
Figure 112013121074812-pat00002

Figure 112013121074812-pat00003
Figure 112013121074812-pat00003

Figure 112013121074812-pat00004
Figure 112013121074812-pat00004

이때, < >는 시간평균을 나타내며, 이 네 변수 사이에는 부등식이 성립하는데, 등식은 완전편광에서만 적용된다.At this time, <> represents the time average, and an inequality is established between these four variables, and the equation is applied only to full polarization.

완전편광의 경우, S1, S2 및 S3을 빛의 밝기 S0으로 나눈 규격화된 변수 s1, s2 및 s3 사이에는 다음의 수학식 4의 관계가 성립한다.In the case of full polarization, the relationship of the following equation (4) holds between the standardized variables s1, s2, and s3 obtained by dividing S 1 , S 2 and S 3 by the brightness S0 of light.

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112013121074812-pat00005
Figure 112013121074812-pat00005

이것은 3차원 공간에서 반지름 1인 구의 방정식으로, (s1, s2, s3)를 직교좌표로 하는 점들로 이루어진 구가 뿌앙카레 구(Poincare sphere)를 의미한다.This is the equation of a sphere with a radius of 1 in 3D space, and the sphere consisting of dots with (s1, s2, s3) as Cartesian coordinates means the Poincare sphere.

이때, 상기 뿌앙카레 구에서 적도선 위의 모든 점들은 선 편광에 대응되고, 북극점은 오른손 원 편광, 남극점은 왼손 원 편광에 대응된다. 그리고, 북반구의 모든 점은 오른손 타원 편광에 대응되며, 남반구의 모든 점은 왼손 타원 편광에 대응된다.At this time, all points on the equatorial line in the Puancare sphere correspond to linear polarization, the polar point corresponds to the circular polarization of the right hand and the polar point to the polar circle of the left hand. In addition, all points in the northern hemisphere correspond to polarization of the right hand ellipse, and all points in the southern hemisphere correspond to polarization of the left hand.

도 5a 및 도 5b는 직교좌표계에서 임의의 타원 편광과 이에 대응하는 뿌앙카레 벡터를 나타내는 도면이다.5A and 5B are views showing an arbitrary elliptical polarization in the Cartesian coordinate system and a corresponding Puan Curry vector.

도면에 도시된 바와 같이, 편광 타원의 장축의 방위각(azimuthal angle)이 Ψ이고 타원 각도가 x인 타원 편광에 대응되는 뿌앙카레 벡터 P의 위도각(latitude angle)은 2x이고 방위각은 2Ψ이다. 이 점이 북반구에 있으면 전기장 벡터의 회전방향이 시계방향이고 남반구에 있으면 반시계방향이다. 뿌앙카레 구 위의 대척점들은 서로 직교하는 편광 상태를 나타낸다.As shown in the figure, the latitude angle of the Puan curry vector P corresponding to the elliptical polarization whose azimuthal angle is Ψ and the elliptical angle x is 2x and the azimuth angle is 2Ψ. If this point is in the northern hemisphere, the direction of rotation of the electric field vector is clockwise; if it is in the southern hemisphere it is counterclockwise. The opposing points on the puan curry sphere show polarization states orthogonal to each other.

또한, 빛이 투명한 매질을 지나올 때의 편광상태의 변화를 기술하는 유니타리(Unitary) 존즈행렬은 뿌앙카레 구 위에서 회전변환으로 해석할 수 있다.In addition, the Unitary Jones matrix, which describes the change in polarization state when light passes through a transparent medium, can be interpreted as a rotational transformation on a Puan Curry sphere.

한편, 이하에서는 광학 보상 필름에 적용하는 정분산 및 역분산 특징에 따라 광경로 이동의 변화를 살펴본다.On the other hand, the following describes the change in the optical path movement according to the characteristics of forward and backward dispersion applied to the optical compensation film.

도 6은 본 발명의 비교 실시예의 광경로를 뿌앙카레 벡터에 나타내는 도면이다. 그리고, 도 7은 도 6의 광경로 L2가 이루어지는 A-플레이트의 광분산성을 파장별로 나타낸 그래프이다. 도 6, 7에 도시된 비교 실시예에 있어서는, 제 1, 제 2 광학 보상 필름이 공통적으로 정분산 특성을 갖는 것이며, 액정 패널 상의 제 1 광학 보상 필름은 파지티브 B 플레이트, 제 2 광학 보상 필름은 네거티브 A 플레이트의 특성을 갖는다. 정분산 특징 외에는 제 1, 제 2 광학 보상 필름은 도 1에서 설명한 굴절률 이방성(Nz) 특징을 갖는다.Fig. 6 is a view showing a light path of a comparative example of the present invention in a Puan Curry vector. And, Figure 7 is a graph showing the light scattering properties of the A-plate consisting of the optical path L2 of Figure 6 for each wavelength. In the comparative examples shown in Figs. 6 and 7, the first and second optical compensation films commonly have constant dispersion characteristics, and the first optical compensation film on the liquid crystal panel is a positive B plate and a second optical compensation film Has the properties of a negative A plate. The first and second optical compensation films have the refractive index anisotropy (Nz) characteristic described in FIG. 1 except for the static dispersion characteristic.

도 6과 같이, 비교 실시예를 살펴보면, 뿌앙카레 구에서, P는 하부 편광 소자(제 1 편광 소자)의 흡수축을 나타내는 것이고, 이의 적도면에서의 대척점 S는 하부 편광 소자의 투과축을 나타낸 것이다. 그리고, A는 액정 패널을 대각 방향에서 바라보았을 때의 상부 편광 소자(제 2 편광 소자)의 흡수축이며, 적도면의 그 대척점(A')은 상부 편광 소자의 투과축을 나타낸 것이다. 여기서는 대각 방향에서 바라보았기 때문에, 상기 하부 편광 소자의 흡수축(P)과 상부 편광 소자의 흡수축(A)이 완전히 90도를 이루지는 않는다.6, in the comparative example, in the Puancare sphere, P represents the absorption axis of the lower polarization element (first polarization element), and the opposite point S in the equatorial plane represents the transmission axis of the lower polarization element. And, A is the absorption axis of the upper polarizing element (second polarizing element) when the liquid crystal panel is viewed from the diagonal direction, and the opposite point (A ') of the equatorial plane represents the transmission axis of the upper polarizing element. Here, since viewed from the diagonal direction, the absorption axis P of the lower polarization element and the absorption axis A of the upper polarization element are not completely 90 degrees.

따라서, 하부 편광 소자를 통해 액정 패널로 입사된 광은 뿌앙카레 구의 S 점에 있으며, 상부 편광 소자의 흡수축은 A 점에 있어, 광학 보상 필름없이는, 투과된 광이 흡수축에 완전히 가려지지 않아 빛샘이 나타나기 때문에, 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치는 S 점의 광을 남반구의 위도로 변경하도록 광경로 L1을 갖는 제 1 광학 보상 필름과, D 점에서 A 점으로 타원이동하는 광경로 L2를 갖는 제 2 광학 보상 필름을 구비한다. 여기서, 제 1 광학 보상 필름은 파지티브 B형 플레이트이며, 제 2 광학 보상 필름은 도 7의 정분산 특성(파장이 커질 수록 위상 지연 값이 낮음)을 가질 때, 도 6과 같이, 상부 편광 소자 흡수축에서, R, G, B 색상별 위상 지연이 상이하여, G(녹색) 대비 R(적색)은 A 점에 미치지 못하고, B(청색)은 오히려 A 점을 넘어가게 되어, 적색 및 청색의 컬러 쉬프트 현상이 일어남을 예상할 수 있다. Therefore, the light incident on the liquid crystal panel through the lower polarizing element is at point S of the Puancare sphere, and the absorption axis of the upper polarizing element is at point A, and without the optical compensation film, the transmitted light is not completely obscured by the absorption axis, causing light leakage. Since this appears, the transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention has a first optical compensation film having an optical path L1 to change the light at point S to the latitude of the southern hemisphere, and an optical path L2 that ellipses from point D to point A And a second optical compensation film. Here, when the first optical compensation film is a positive B-type plate, and the second optical compensation film has a constant dispersion characteristic of FIG. 7 (the phase delay value becomes lower as the wavelength increases), as shown in FIG. 6, the upper polarization element In the absorption axis, the phase delay for each color of R, G, and B is different, so that R (red) compared to G (green) does not reach A, and B (blue) rather exceeds A, so that red and blue Color shift phenomenon can be expected to occur.

그런데, 특히, 타원 편광의 이동시 위상 지연(retardation)은 보상 필름 자체의 파장 분산 보다는 입사광의 파장에 의한 영향성이 더 커서 입사광의 파장별 위상 지연 값의 차이가 발생하게 된다. 이 경우, A 지점에서 단파장의 광경로가 더 길어지고 RGB 분산으로 색 특성 차가 발생하여, 컬러 쉬프트가 시인되는 것이다.However, in particular, the phase retardation when moving the elliptical polarized light has a greater influence by the wavelength of the incident light than the dispersion of the wavelength of the compensation film itself, resulting in a difference in the phase delay value for each wavelength of the incident light. In this case, a short wavelength light path becomes longer at point A, and color characteristic difference occurs due to RGB dispersion, so that color shift is recognized.

본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치는, 상술한 비교 실시예의 제 2 광학 보상 필름에 색상별 위상 지연 문제를 해결하기 위해, 역분산 파장 특성의 네거티브 A 플레이트를 형성한 것이다.In order to solve the phase retardation problem for each color in the second optical compensation film of the above-described comparative example, the transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention is formed by forming a negative A plate having a reverse dispersion wavelength characteristic.

도 8은 본 발명의 액정 표시 장치의 제 2 광학 보상 필름과 비교예의 A-플레이트의 광 분산성을 파장별로 비교한 그래프이며, 도 9는 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 액정 패널을 통과한 광의 광경로를 뿌앙카레 벡터에 나타낸 도면이다.8 is a graph comparing the optical dispersion of the second optical compensation film of the liquid crystal display device of the present invention and the A-plate of the comparative example by wavelength, and FIG. 9 is a liquid crystal display device of the present invention, which passes through the liquid crystal panel This is a diagram showing the optical path of light in the Puan Curry vector.

즉, 도 8과 같이, 광경로 L2를 행하는 제 2 광학 보상 필름에 역분산 네거티브 A 플레이트를 적용하여, 도 9a와 같이, R, G, B의 타원 이동이 동일하게 하여, 상부 편광 소자의 흡수축 A 점으로 각 색상의 L2 이동이 있게 하는 것이다.That is, as shown in Fig. 8, by applying the negatively dispersed A plate to the second optical compensation film performing the optical path L2, as shown in Fig. 9A, the elliptical movements of R, G, and B are the same, and the absorption of the upper polarizing element is absorbed. This is to make the L2 movement of each color to the axis A point.

도 8과 같이, 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치에 적용하는 것은, 액정 패널의 제 2 기판면과 접한 제 1 광학 보상 필름의 파장 분산성은 정분산(장파장의 경우 위상 지연 값이 작음)의 파지티브 B 플레이트로 하고, 그 상부의 제 2 광학 보상 필름을 역분산의 네거티브 A 플레이트로 한다.As shown in Fig. 8, when applied to the transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention, the wavelength dispersion of the first optical compensation film in contact with the second substrate surface of the liquid crystal panel is a constant dispersion (the phase delay value is small in the case of long wavelengths). It is set as a B plate, and the second optical compensation film thereon is used as a negative A plate of reverse dispersion.

이 때, 도 9와 같이, 액정 패널에서 나와 제 1 광학 보상 필름을 거쳐 S 점에서 남반구로 위도 이동한 광은 S 점에서 D점으로 이동(L1 경로로 이동)하고, 제 2 광학 보상 필름을 거쳐 L2의 광경로로 타원 이동할 때, 장파장의 위상 지연을 보다 크게 하는 역분산 적용에 의해 상대적으로 적색 광의 위상 지연을 비교 실시예보다 더하고, 청색 광의 위상 지연을 줄여주어, 적색, 녹색, 청색의 광이 A 점에 모이게 한다. 이에 따라, 컬러 쉬프트 문제를 방지하여, 제 2 광학 보상 필름을 통과한 광은 상부 편광 소자의 흡수축으로 모여, 블랙 상태에서 빛샘이 방지될 수 있다.At this time, as shown in FIG. 9, light exiting the liquid crystal panel and moving latitude from the S point to the southern hemisphere via the first optical compensation film moves from the S point to the D point (moves in the L1 path), and the second optical compensation film When the ellipse moves through the optical path of L2, the phase delay of the red light is relatively higher than that of the comparative example and the phase delay of the blue light is reduced by applying inverse dispersion to increase the phase delay of the long wavelength. Let the light gather at point A. Accordingly, the color shift problem is prevented, and light passing through the second optical compensation film is collected by the absorption axis of the upper polarizing element, and light leakage in the black state can be prevented.

도 10a 및 도 10b는 비교 실시예와 본 발명의 실시예의 광 보상 경로를 2차원적으로 설명한 도면이며, 도 11a 및 도 11b는 비교예와 본 발명의 실시예의 암 상태의 휘도 시야각 특성을 나타낸 시뮬레이션도이다. 10A and 10B are views illustrating two-dimensionally the optical compensation path of the comparative example and the embodiment of the present invention, and FIGS. 11A and 11B are simulations showing the luminance viewing angle characteristics of the dark state of the comparative example and the embodiment of the present invention. It is.

도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 비교 실시예와 실시예의 광 보상 경로를 2차원적으로 설명한 것이다.10A and 10B are two-dimensional descriptions of the optical compensation path of the comparative example and the embodiment of the present invention, respectively.

도 10a의 경우, 입사광(Tin)이 s2축상 위치하며, 제 1 광 보상 필름을 거쳐 s3 축으로 L1 이동하며, s3 축상에서 제 2 광학 보상 필름을 거칠 때, 각 R, G, B 색상의 광별 위상 지연 값이 상이하여, 녹색(G) 광은 상부 편광 소자의 흡수축(A)에 모이나, 적색(R)광의 위상 지연이 상부 편광 소자의 흡수축에 못미치고, 청색(B)광의 위상 지연이 상부 편광 소자의 흡수축을 넘어버려, 정확히 각 색상의 광이 상부 편광 소자의 흡수축(A)에 모이지 않는다.In the case of Figure 10a, when the incident light (Tin) is located on the s2 axis, L1 moves through the first light compensation film to the s3 axis, and passes through the second optical compensation film on the s3 axis, the light stars of each R, G, B color Since the phase delay value is different, the green (G) light gathers on the absorption axis (A) of the upper polarizing element, but the phase delay of the red (R) light is less than the absorption axis of the upper polarizing element, and the phase delay of the blue (B) light Since the absorption axis of the upper polarizing element is crossed, light of each color is not collected on the absorption axis A of the upper polarizing element.

이러한 결과는 대각 방향으로 바라보았을 때, 컬러 쉬프트를 시인하게 되는 것이다.The result is that when viewed in a diagonal direction, color shift is recognized.

반면, 도 10b의 경우, 본 발명의 실시예의 광 보상 경로는, 입사광(Tin)이 s2축상 위치하며, 제 1 광 보상 필름을 거쳐 s3 축으로 L1 이동하며, s3 축상에서 제 2 광학 보상 필름을 거칠 때, 역분산 특성을 가져, 각 R, G, B 색상의 광별 위상 지연 값을 일치시켜, 적, 녹, 청색(R, G, B) 광이 동일한 L2 광 경로 이동을 거쳐 상부 편광 소자의 흡수축(A)에 모인다. 이는 입사광이 흡수축에 모이는 것으로 블랙 상태에서 우수한 암 상태를 나타내는 것이다. On the other hand, in the case of Figure 10b, in the light compensation path of the embodiment of the present invention, the incident light (Tin) is located on the s2 axis, L1 moves through the first optical compensation film to the s3 axis, the second optical compensation film on the s3 axis When it is rough, it has a reverse dispersion characteristic, and the phase delay values of each R, G, and B colors are matched, so that the red, green, and blue (R, G, B) light passes through the same L2 optical path and the upper polarization element Collected on the absorption axis (A). This shows that the incident light is gathered on the absorption axis, indicating an excellent dark state in a black state.

이에 따라 본 발명의 실시예는, 대각 방향으로 바라보았을 때도, 컬러 쉬프트 없는 영상을 시인할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, even when viewed in a diagonal direction, an image without color shift can be recognized.

도 11a과 도 11b의 블랙 상태에서, 비교 실시예와 본 발명의 실시예의 휘도 시야각 특성을 살펴보면, 빛샘 정도가 본 발명의 실시예에서 줄어든 것을 관찰할 수 있다.In the black state of FIGS. 11A and 11B, when examining the luminance viewing angle characteristics of the comparative example and the embodiment of the present invention, it can be observed that the degree of light leakage is reduced in the embodiment of the present invention.

한편, 표 1은 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치에서, 제 1, 제 2 광학 보상 필름의 굴절률 이방성(Nz)의 값을 달리하여, 실험한 것을 나타낸다.On the other hand, Table 1 shows that the experiment was performed by varying the values of refractive index anisotropy (Nz) of the first and second optical compensation films in the transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention.

제 1 광학 보상 필름(Nz)1st optical compensation film (Nz) 제 2 광학 보상 필름(Nz)Second optical compensation film (Nz) 컬러 쉬프트 방지 특성Color shift prevention properties 제 1 실험1st experiment -4.0-4.0 1.21.2 GoodGood 제 2 실험2nd experiment -1.0-1.0 1.31.3 GoodGood 제 3 실험Third experiment -7.5-7.5 1.01.0 GoodGood

표 1과 같이, 제 1 실험에서는, 제 1 광학 보상 필름의 Nz 값이 -4.0이고, 제 2 광학 보상 필름의 Nz 값이 1.2인 경우를 나타내며, 이 경우, 컬러 쉬프트가 방지됨을 알 수 있다.As shown in Table 1, in the first experiment, the Nz value of the first optical compensation film is -4.0, and the Nz value of the second optical compensation film is 1.2, and in this case, it can be seen that color shift is prevented.

제 2 실험에서는, 제 1 광학 보상 필름의 Nz 값이 -1.0이고, 제 2 광학 보상 필름의 Nz 값이 1.3인 경우를 나타내며, 이 경우, 컬러 쉬프트가 방지됨을 알 수 있다.In the second experiment, the Nz value of the first optical compensation film is −1.0, and the Nz value of the second optical compensation film is 1.3, and in this case, it can be seen that color shift is prevented.

제 3 실험에서는, 제 1 광학 보상 필름의 Nz 값이 -7.5이고, 제 2 광학 보상 필름의 Nz 값이 1.0인 경우를 나타내며, 이 경우, 컬러 쉬프트가 방지됨을 알 수 있다.In the third experiment, the Nz value of the first optical compensation film is -7.5, and the Nz value of the second optical compensation film is 1.0. In this case, it can be seen that color shift is prevented.

여기서는 실험된 일 예를 표로 나타냈을 뿐이며, 이에 한하지 않고, 각각 제 1 광학 보상 필름은 Nz 값을 -7.5 내지 -1.0의 값에서 선택할 수 있고, 제 2 광학 보상 필름의 Nz 값은 1.0 내지 1.3의 범위에서 선택할 수 있다.Here, only one example is shown as a table, and the present invention is not limited thereto, and each of the first optical compensation films may select an Nz value from a value of -7.5 to -1.0, and the Nz values of the second optical compensation film may be 1.0 to 1.3 You can choose from a range of.

본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치는 대각 방향에서 암 상태의 빛샘 불량을 방지하여 컬러 쉬프트를 방지하여, 궁극적으로 화질을 개선한 것이며, 이를 위해 액정 패널 상부측에 액정 패널과 상부 편광 소자(제 2 편광 소자)와의 사이에 위치하는 제 1, 제 2 광학 보상 필름의 성질을 정의하여 준 것이다.The transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention prevents color shift by preventing light leakage defects in a dark state in a diagonal direction, and ultimately improves image quality. To this end, a liquid crystal panel and an upper polarizing element (second part) on the upper side of the liquid crystal panel Polarization element), and defines properties of the first and second optical compensation films.

즉, 액정 패널과 최인접한 제 1 광학 보상 필름은 굴절률 이방성 Nz 값이 -7.5 내지 -1.0의 범위이며, 이축성의 파지티브 B 플레이트로 하며, 제 2 광학 보상 필름은 굴절률 이방성 Nz 값이 1.0 내지 1.3이며, 역파장 분산 특성의 네거티브 A 플레이트로 한다. 이를 통해 모든 색상의 입사광이 제 2 편광 소자(상부 편광 소자)를 지날 때, 그 흡수축에 모이게 하여, 광학적으로 암 상태에서 빛샘을 차단하게 하는 것이다.That is, the first optical compensation film closest to the liquid crystal panel has a refractive index anisotropy Nz value in the range of -7.5 to -1.0, a biaxial positive B plate, and a second optical compensation film has a refractive index anisotropy Nz value of 1.0 to 1.3. It is assumed to be a negative A plate with reverse wavelength dispersion characteristics. Through this, when the incident light of all colors passes through the second polarizing element (upper polarizing element), it is collected on the absorption axis, thereby optically blocking light leakage in a dark state.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be obvious to those with ordinary knowledge.

100: 액정 패널 110: 제 1 편광판
111: 제 1 편광 소자 112: 제 1 지지체
120: 제 2 편광판 121: 제 1 광학 보상 필름
122: 제 2 광학 보상 필름 123: 제 2 편광 소자
124: 제 2 지지체
100: liquid crystal panel 110: first polarizing plate
111: first polarizing element 112: first support
120: second polarizing plate 121: first optical compensation film
122: second optical compensation film 123: second polarizing element
124: second support

Claims (9)

횡전계형 액정 패널;
상기 횡전계형 액정 패널 하부에 위치하며, 제 1 지지체 및 제 1 편광 소자를 포함하는 제 1 편광판;
상기 횡전계형 액정 패널 상부에 바로 접하여 위치하며, 굴절률 이방성(Nz)이 -7.5 내지 -1.0 (여기서, Nz=Rth/Re +0.5, Re=(nx-ny)*d, Rth=((nx+ny)/2-nz)*d으로 정의되며, nx, ny, nz는 각각 x, y, z 방향으로의 굴절률, d는 필름의 두께)의 파지티브 정분산 B-플레이트로 이루어진 제 1 광학 보상 필름;
상기 제 1 광학 보상 필름 상에 접하며 위치하며, 네거티브 역분산 A 플레이트로 이루어진 제 2 광학 보상 필름; 및
상기 제 2 광학 보상 필름 상에 위치하며, 제 2 편광 소자 및 제 2 지지체를 포함하는 제 2 편광판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.
A transverse electric field type liquid crystal panel;
A first polarizing plate positioned under the transverse electric field type liquid crystal panel and including a first support and a first polarizing element;
Located directly above the transverse electric field type liquid crystal panel, the refractive index anisotropy (Nz) is -7.5 to -1.0 (where Nz = Rth / Re +0.5, Re = (nx-ny) * d, Rth = ((nx + ny) / 2-nz) * d, where nx, ny, and nz are refractive indexes in the x, y, and z directions, and d is the thickness of the film). film;
A second optical compensation film which is located on the first optical compensation film and is made of a negative reverse dispersion A plate; And
Located on the second optical compensation film, a horizontal electric field type liquid crystal display device comprising a second polarizing plate comprising a second polarizing element and a second support.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 광학 보상 필름은 nz>nx>ny의 굴절률 특징을 갖는 것을 특징을 하는 횡전계형 액정 표시 장치.
According to claim 1,
The first optical compensation film has a refractive index of nz>nx> ny, characterized in that the transverse field type liquid crystal display device.
제 1항에 있어서,
제 2 광학 보상 필름은 1.0 내지 1.3의 Nz 값을 갖는 것을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.
According to claim 1,
The second optical compensation film has a Nz value of 1.0 to 1.3, a transverse electric field type liquid crystal display device.
제 3항에 있어서,
상기 제 2 광학 보상 필름은 nx>ny=nz의 굴절률 조건을 갖는 것을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.
According to claim 3,
The second optical compensation film has a refractive index condition of nx> ny = nz.
제 1항에 있어서,
상기 제 1, 제 2 편광 소자는 서로 수직한 흡수축을 갖는 것을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.
According to claim 1,
The first and second polarizing elements have a horizontal electric field type liquid crystal display device, characterized in that having an absorption axis perpendicular to each other.
제 5항에 있어서,
상기 횡전계형 액정 패널의 광축과 상기 제 1 편광 소자와 제 2 편광 소자의 어느 하나의 흡수축은 일치하는 것을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.
The method of claim 5,
A transverse electric field type liquid crystal display device, characterized in that the optical axis of the transverse electric field type liquid crystal panel and any one absorption axis of the first polarization element and the second polarization element coincide.
제 6항에 있어서,
상기 제 1 편광 소자, 상기 액정 패널, 제 1, 제 2 광학 보상 필름을 차례로 통과한 광은 상기 제 2 편광 소자의 흡수축과 일치하는 편광 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.
The method of claim 6,
The light passing through the first polarizing element, the liquid crystal panel, and the first and second optical compensation films in sequence has a polarization state coinciding with the absorption axis of the second polarizing element.
제 1항에 있어서,
상기 제 1, 제 2 지지체는 위상 지연이 없는 트리아세틸 셀루로오스(Triacetyl celluose) 또는 사이클로 올레핀 폴리머(COP: Cyclo olefin Polymer)로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.
According to claim 1,
The first and second supports are a transverse field type liquid crystal display device, characterized in that it is made of triacetyl celluose or cyclo olefin polymer (COP) without phase delay.
제 1항에 있어서,
상기 횡전계형 액정 패널은,
서로 대향된 제 1, 제 2 기판;
상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 복수개의 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;
상기 각 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 화소 전극 및 공통 전극;
상기 제 2 기판 상에, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터에 대응되어 형성된 블랙 매트릭스층;
상기 화소 영역들에 대응되어 제 2 기판 상에 형성된 컬러 필터층; 및
상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.
According to claim 1,
The transverse electric field type liquid crystal panel,
First and second substrates facing each other;
A gate line and a data line crossing each other on the first substrate to define a plurality of pixel areas;
A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line;
A pixel electrode and a common electrode formed alternately in each pixel area;
A black matrix layer formed on the second substrate corresponding to the gate line, the data line, and the thin film transistor;
A color filter layer formed on a second substrate corresponding to the pixel regions; And
A transverse electric field type liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer between the first and second substrates.
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