KR102163901B1 - Liquid crystal display device having reflective polarizer - Google Patents

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Abstract

본 발명의 반사형 편광판을 구비한 액정표시장치는 코팅형 편광소자를 휘도 향상 필름의 편광축과 상호 직교되도록 액정패널과 휘도 향상 필름 사이에 코팅하여 반사형 편광판을 구현함으로써 휘도 향상과 동시에 편광도와 명암비 향상으로 기존의 PVA 연신형 편광판을 대체하기 위한 것으로, 액정패널; 상기 액정패널의 하측에 위치하며, 코팅형 편광소자와 휘도 향상 필름으로 이루어진 제 1 편광판; 및 상기 액정패널의 상측에 위치하는 제 2 편광판을 포함하며, 상기 코팅형 편광소자와 휘도 향상 필름은 광축이 서로 직교하는 것을 특징으로 한다.In the liquid crystal display device having a reflective polarizing plate of the present invention, a reflective polarizing plate is implemented by coating a coated polarizing element between the liquid crystal panel and a brightness enhancing film so that the polarization axis of the brightness enhancing film is mutually orthogonal to each other, thereby improving brightness and simultaneously polarization and contrast ratio. As an improvement to replace the existing PVA stretched polarizing plate, liquid crystal panel; A first polarizing plate positioned under the liquid crystal panel and comprising a coated polarizing element and a brightness enhancing film; And a second polarizing plate positioned on the upper side of the liquid crystal panel, wherein optical axes of the coated polarizing element and the brightness enhancing film are orthogonal to each other.

Description

반사형 편광판을 구비한 액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING REFLECTIVE POLARIZER}Liquid crystal display device with reflective polarizing plate {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING REFLECTIVE POLARIZER}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사형 편광판을 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having a reflective polarizing plate.

최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 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.Recently, as interest in information display has increased and the demand to use a portable information medium has increased, it has become a lightweight thin-film flat panel display (FPD) that replaces the existing display device, CRT (Cathode Ray Tube). Research and commercialization of Korea are being focused. In particular, among these flat panel display devices, a liquid crystal display (LCD) is a device that expresses an image by using the optical anisotropy of liquid crystal, and has excellent resolution, color display, and image quality, so it is actively applied to laptops and desktop monitors. have.

이러한 액정표시장치는 마주보는 2개의 전극과 그 사이에 형성되는 액정층으로 구동되는데, 2개의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장으로 액정층의 액정분자를 구동한다.Such a liquid crystal display device is driven by two facing electrodes and a liquid crystal layer formed therebetween, and drives liquid crystal molecules of the liquid crystal layer with an electric field generated by applying a voltage to the two electrodes.

액정분자는 분극성질과 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는데, 분극성질은 액정분자가 전기장 내에 놓일 경우 액정분자 내의 전하가 액정분자의 양쪽으로 몰려서 전기장에 따라 분자배열 방향이 변화되는 것을 말하고, 광학적 이방성은 액정분자의 가늘고 긴 구조와 앞서 말한 분자배열 방향에 기인하여 입사광의 입사방향이나 편광상태에 따라 출사광의 경로나 편광상태를 달리 변화시키는 것을 말한다.Liquid crystal molecules have polarization properties and optical anisotropy, which means that when the liquid crystal molecules are placed in an electric field, charges in the liquid crystal molecules are concentrated on both sides of the liquid crystal molecules, and the direction of molecular arrangement changes according to the electric field, and optical anisotropy. Refers to changing the path or polarization state of the outgoing light according to the incident direction or polarization state of the incident light due to the elongated structure of the liquid crystal molecules and the aforementioned molecular arrangement direction.

이에 따라, 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 투명절연기판으로 이루어진 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 각 전계생성전극 사이의 전기장 변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고, 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러 가지 화상을 표시한다.Accordingly, the liquid crystal display device has as an essential component a liquid crystal panel composed of a pair of transparent insulating substrates each having an electric field generating electrode formed on a surface facing each other with a liquid crystal layer therebetween, and the electric field change between each electric field generating electrode is prevented. Through this, the alignment direction of liquid crystal molecules is artificially adjusted, and various images are displayed using the changed light transmittance.

이때, 액정패널의 상부 및 하부에 각각 편광판이 위치하게 되는데, 편광판은 투과축과 일치하는 편광성분의 빛을 투과시켜 2개의 편광판의 투과축의 배치와 액정의 배열 특성에 의해 빛의 투과정도를 결정하게 된다.At this time, polarizing plates are positioned at the top and bottom of the liquid crystal panel, respectively, and the polarizing plate transmits light of a polarizing component that matches the transmission axis, and the degree of light transmission is determined by the arrangement of the transmission axes of the two polarizing plates and the alignment characteristics of the liquid crystal. Is done.

도 1a 및 도 1b는 액정패널을 투과하는 빛의 특성을 보여주는 예시도이다.1A and 1B are exemplary diagrams showing characteristics of light transmitted through a liquid crystal panel.

도면들을 참조하면, 일반적인 액정표시장치는 액정패널(P) 및 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(미도시)으로 이루어지는데, 이중 액정패널(P)은 액정층(30)을 사이에 두고 합착된 제 1 및 제 2 기판(10, 5), 그리고 제 1 및 제 2 기판(10, 5) 외면에 각각 부착된 제 1 및 제 2 편광판(50a, 50b)을 포함한다.Referring to the drawings, a general liquid crystal display device is composed of a liquid crystal panel P and a backlight unit (not shown) that supplies light from the rear thereof, and the liquid crystal panel P is bonded with the liquid crystal layer 30 therebetween. And first and second substrates 10 and 5, and first and second polarizing plates 50a and 50b attached to outer surfaces of the first and second substrates 10 and 5, respectively.

이때, 도시하지 않았지만, 제 1 기판(10) 내면에는 투명 화소전극이 형성된 다수의 화소와 이들 각 화소전극으로 전달되는 액정구동전압을 온/오프(on/off) 제어하는 박막 트랜지스터가 마련되고, 제 2 기판(5) 내면에는 컬러구현을 위한 컬러필터와 공통전극이 구비된다.At this time, although not shown, a plurality of pixels having transparent pixel electrodes formed on the inner surface of the first substrate 10 and a thin film transistor for controlling on/off of a liquid crystal driving voltage transmitted to each of the pixel electrodes are provided, A color filter and a common electrode for color realization are provided on the inner surface of the second substrate 5.

또한, 제 1 및 제 2 기판(10, 5) 사이로 개재된 액정층(30)은 TN(twisted nematic) 모드로서, 전압의 오프(off)상태에서, 분자의 장축방향이 제 1 및 제 2 기판(10, 5)과 평행을 유지한 채 제 1 기판(10)에서 제 2 기판(5)에 이르기까지 90도의 방위각으로 꼬인 정렬상태를 나타내며, 제 1 및 제 2 편광판(50a, 50b)의 편광축은 서로 직교한다.In addition, the liquid crystal layer 30 interposed between the first and second substrates 10 and 5 is a TN (twisted nematic) mode, and when the voltage is off, the major axis directions of the molecules are the first and second substrates. (10, 5) shows an alignment twisted in an azimuth angle of 90 degrees from the first substrate 10 to the second substrate 5 while maintaining parallel, and the polarization axes of the first and second polarizing plates 50a, 50b Are orthogonal to each other.

이러한 액정패널(P)은 자체발광을 하지 않기 때문에 액정패널(P)로 빛을 공급하는 백라이트 유닛이 액정패널(P)의 배면에 위치하게 된다.Since the liquid crystal panel P does not emit light by itself, a backlight unit that supplies light to the liquid crystal panel P is located on the rear surface of the liquid crystal panel P.

이러한 액정패널(P)에서 전압이 오프(off) 상태일 때 백라이트 유닛으로부터 출사되는 광은, 도 1a에 도시된 바와 같이 제 1 편광판(50a)에 의해 이의 편광축과 나란한 선형편광만이 투과되고 나머지는 흡수되며, 액정층(30)을 통과하는 동안 이의 방위각을 따라 90도로 회전됨으로써 제 2 편광판(50b)을 투과해서 화이트(white)를 표시하게 된다.When the voltage is off in the liquid crystal panel P, the light emitted from the backlight unit is transmitted by the first polarizing plate 50a by the first polarizing plate 50a, and only linearly polarized light parallel to its polarization axis is transmitted, and the rest Is absorbed, and is rotated by 90 degrees along the azimuth angle while passing through the liquid crystal layer 30 so as to pass through the second polarizing plate 50b to display white.

다음으로 전압이 온(on) 상태일 때 액정패널(P)의 액정분자는, 도 1b에 도시된 바와 같이 장축이 제 1 및 제 2 편광판(50a, 50b)에 대해 수직하게 배열되어 90도의 선광성(optical rotatory power)을 상실하게 되고, 제 1 편광판(50a)을 투과한 선형편광은 제 2 편광판(50b)에서 차단되어 블랙(black)을 표시하게 된다.Next, when the voltage is on, the liquid crystal molecules of the liquid crystal panel P, as shown in FIG. 1B, have a long axis vertically arranged with respect to the first and second polarizing plates 50a and 50b, so that they have 90 degrees of optical rotation. (optical rotatory power) is lost, and linearly polarized light that has passed through the first polarizing plate 50a is blocked by the second polarizing plate 50b to display black.

이와 같이 구성되는 기존의 액정표시장치는 제 1 및 제 2 편광판(50a, 50b)으로 수용성 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol; PVA)에 요오드 이온을 연신(延伸)한 후 정렬한 PVA 연신형 편광판을 주로 사용하고 있다.The conventional liquid crystal display configured as described above mainly uses a PVA stretched polarizing plate arranged after stretching iodine ions in water-soluble polyvinyl alcohol (PVA) with the first and second polarizing plates 50a and 50b. I'm using it.

이러한 PVA 연신형 편광판은 요오드 이온이 정렬된 방향으로 빛 성분을 흡수함으로써 약 43%의 투과율과 99.99% 이상의 편광도를 구현할 수 있다.Such a PVA stretched polarizing plate can achieve a transmittance of about 43% and a polarization degree of 99.99% or more by absorbing light components in the direction in which iodine ions are aligned.

새로운 편광판으로 특정 방향의 굴절률 차이로 인한 편광을 발현하는 반사형 편광판이 존재한다. 다만, 이를 제품에 적용할 경우 휘도는 향상되나, 블랙상태에서의 빛의 누설로 명암비(contrast ratio)가 저하됨에 따라 아직까지는 편광판 단독으로 적용하지 못하고 PVA 연신형 편광판과 같이 사용되고 있다.As a new polarizing plate, there is a reflective polarizing plate that expresses polarization due to a difference in refractive index in a specific direction. However, when this is applied to a product, the luminance improves, but as the contrast ratio decreases due to light leakage in the black state, the polarizing plate alone has not yet been applied, and is used with the PVA stretched polarizing plate.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 편광도와 명암비를 향상시켜 기존의 PVA 연신형 편광판을 대체하도록 한 반사형 편광판을 구비한 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the above problem, and to provide a liquid crystal display device having a reflective polarizing plate to replace the existing PVA stretchable polarizing plate by improving the polarization degree and contrast ratio.

기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.In addition, other objects and features of the present invention will be described in the configuration and claims of the invention to be described later.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 편광판을 구비한 액정표시장치는 액정패널; 상기 액정패널의 하측에 위치하며, 코팅형 편광소자와 휘도 향상 필름으로 이루어진 제 1 편광판; 및 상기 액정패널의 상측에 위치하는 제 2 편광판을 포함하며, 상기 코팅형 편광소자와 휘도 향상 필름은 광축이 서로 직교하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display device having a reflective polarizing plate according to an embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel; A first polarizing plate positioned under the liquid crystal panel and comprising a coated polarizing element and a brightness enhancing film; And a second polarizing plate positioned on the upper side of the liquid crystal panel, wherein optical axes of the coated polarizing element and the brightness enhancing film are orthogonal to each other.

이때, 상기 코팅형 편광소자는 배향층; 및 상기 배향층 위에 배열된 편광층으로 구성되며, 상기 휘도 향상 필름으로부터 입사되는 P-편광된 빛을 일부만 차단할 수 있다.In this case, the coating-type polarizing element includes an alignment layer; And a polarizing layer arranged on the alignment layer, and may block only a part of P-polarized light incident from the brightness enhancing film.

이때, 상기 코팅형 편광소자는 10% ~ 50%의 투과율을 가질 수 있다.In this case, the coated polarizing device may have a transmittance of 10% to 50%.

상기 제 2 편광판은 코팅형 편광소자로 이루어질 수 있다.The second polarizing plate may be formed of a coated polarizing element.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 편광판을 구비한 액정표시장치는 코팅형 편광소자를 휘도 향상 필름의 편광축과 상호 직교되도록 액정패널과 휘도 향상 필름 사이에 코팅하여 반사형 편광판을 구현함으로써 휘도 향상과 동시에 편광도와 명암비가 향상되는 효과를 제공한다.As described above, in the liquid crystal display device having a reflective polarizing plate according to the present invention, a reflective polarizing plate is implemented by coating the coated polarizing element between the liquid crystal panel and the brightness enhancing film so that the polarization axis of the brightness enhancing film is orthogonal to each other. At the same time, the polarization degree and contrast ratio are improved.

도 1a 및 도 1b는 액정패널을 투과하는 빛의 특성을 보여주는 예시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구조 일부를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부 편광판의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 4는 휘도 향상 필름을 적용한 액정표시장치에 있어, 휘도가 향상되는 원리를 개략적으로 보여주는 예시도.
도 5는 코팅형 편광소자에서 호스트 물질과 게스트 물질의 배열을 예를 들어 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하부 편광판의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 하부 편광판의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 반사형 편광판의 투과율, 편광도, 휘도 및 명암비를 비교예의 PVA 연신형 편광판과 비교하여 보여주는 표.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 편광판의 투과율, 편광도, 휘도 및 명암비를 코팅형 편광소자의 투과율에 따라 비교하여 보여주는 표.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치의 구조 일부를 개략적으로 보여주는 단면도.1A and 1B are exemplary views showing characteristics of light transmitted through a liquid crystal panel.
2 is a schematic cross-sectional view showing a part of the structure of a liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a lower polarizing plate according to a first embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram schematically showing a principle of improving luminance in a liquid crystal display to which a luminance enhancing film is applied.
5 is a diagram illustrating an example of an arrangement of a host material and a guest material in a coated polarizing device.
6 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a lower polarizing plate according to a second embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a lower polarizing plate according to a third embodiment of the present invention.
8 is a table showing the transmittance, polarization degree, luminance, and contrast ratio of the reflective polarizing plate according to the first to third embodiments of the present invention compared with the PVA stretched polarizing plate of the comparative example.
9 is a table showing a comparison of transmittance, polarization degree, luminance, and contrast ratio of a reflective polarizing plate according to the first embodiment of the present invention according to transmittance of a coated polarizing element.
10 is a schematic cross-sectional view showing a part of the structure of a liquid crystal display according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 편광판 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a polarizing plate according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement the polarizing plate according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification. In the drawings, the sizes and relative sizes of layers and regions may be exaggerated for clarity of description.

소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.When an element or layer is another element or referred to as “on” or “on”, it includes both the case where another layer or other element is interposed in the middle as well as directly above the other element or layer. do. On the other hand, when a device is referred to as "directly on" or "directly on", it indicates that there is no intervening other device or layer in between.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.The terms "below, beneath", "lower", "above", "upper", which are spatially relative terms, refer to one element or component as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation between the and other devices or components. Spatially relative terms should be understood as terms including different directions of the device during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, if an element shown in the figure is turned over, an element described as “below” or “beneath” of another element may be placed “above” another element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments, and therefore, are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprise" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, actions and/or elements, and/or elements, steps, actions and/or elements mentioned. Or does not exclude additions.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구조 일부를 개략적으로 보여주는 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of a structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

이때, 도 2에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 TN 모드를 사용한 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 IPS(in plane switching) 모드 또는 FFS(fringe field switching) 모드뿐만 아니라 VA(vertical alignment) 모드 등 액정 모드에 상관없이 적용 가능하다.In this case, the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention illustrated in FIG. 2 shows an example in which the TN mode is used, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be applied regardless of liquid crystal modes such as in plane switching (IPS) mode or fringe field switching (FFS) mode as well as vertical alignment (VA) mode.

도면을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110) 및 컬럼 스페이서(미도시)에 의해 셀갭을 유지한 상태에서 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110) 사이에 형성된 액정층(130)으로 구성된다.Referring to the drawings, the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention is largely formed by a color filter substrate 105, an array substrate 110, and a column spacer (not shown) while maintaining a cell gap. It is composed of a liquid crystal layer 130 formed between 105 and the array substrate 110.

컬러필터 기판(105)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(107)와 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(130)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(Black Matrix; BM)(106), 그리고 액정층(130)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(108)으로 이루어져 있다.The color filter substrate 105 distinguishes between the color filter 107 composed of a plurality of sub-color filters implementing colors of red, green, and blue, and the sub-color filter, and blocks light passing through the liquid crystal layer 130. It consists of a black matrix (BM) 106 and a transparent common electrode 108 that applies a voltage to the liquid crystal layer 130.

어레이 기판(110)은 종횡으로 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트라인(미도시)과 데이터라인(미도시), 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 화소영역에 형성된 화소전극(118)으로 이루어져 있다.The array substrate 110 includes a plurality of gate lines (not shown) and data lines (not shown) that are arranged vertically and horizontally to define a plurality of pixel areas, and thin film transistors and pixels, which are switching elements formed in an intersection area between the gate lines and data lines It consists of a pixel electrode 118 formed in the region.

박막 트랜지스터는 게이트라인에 연결된 게이트전극(121), 데이터라인에 연결된 소오스전극(122) 및 보호막(115b)에 형성된 콘택홀을 통해 화소전극(118)에 전기적으로 접속된 드레인전극(123)으로 구성되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터는 게이트전극(121)과 소오스/드레인전극(122, 123) 사이의 절연을 위한 게이트절연막(115a) 및 게이트전극(121)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브층(124)을 포함한다.The thin film transistor includes a gate electrode 121 connected to a gate line, a source electrode 122 connected to a data line, and a drain electrode 123 electrically connected to the pixel electrode 118 through a contact hole formed in the protective layer 115b. Has been. In addition, the thin film transistor is formed by the source electrode 122 and the drain by the gate voltage supplied to the gate electrode 121 and the gate insulating layer 115a for insulation between the gate electrode 121 and the source/drain electrodes 122 and 123. It includes an active layer 124 that forms a conductive channel between the electrodes 123.

그리고, 액티브층(124)으로 비정질 실리콘 박막을 이용하는 경우 액티브층(124)의 소오스/드레인영역은 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 오믹-콘택층(125)을 통해 소오스/드레인전극(122, 123)과 오믹-콘택을 형성하게 된다.In addition, when an amorphous silicon thin film is used as the active layer 124, the source/drain regions of the active layer 124 are formed with the source/drain electrodes 122 and 123 through the ohmic-contact layer 125 made of an n+ amorphous silicon thin film. Ohmic-contact is formed.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 액티브층(124)으로 다결정 실리콘 박막이나 산화물 반도체(oxide semiconductor) 등 다른 반도체 물질을 이용할 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and other semiconductor materials such as a polycrystalline silicon thin film or an oxide semiconductor may be used as the active layer 124.

이와 같이 구성된 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)(140)에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널을 구성하며, 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)의 합착은 컬러필터 기판(105) 또는 어레이 기판(110)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.The color filter substrate 105 and the array substrate 110 configured as described above are bonded to each other by a sealant 140 formed outside the image display area to form a liquid crystal panel, and the color filter substrate 105 and the array The bonding of the substrates 110 is performed through a bonding key (not shown) formed on the color filter substrate 105 or the array substrate 110.

이러한 액정패널은 그 배면에 백라이트 유닛이 구비되어 빛을 공급하게 되는데, 이는 액정표시장치 자체가 발광요소를 갖추지 못한 소자이므로 별도의 광원을 요구하기 때문이다. 이러한 광원으로는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), EEFL(external electrode fluorescent lamp), HCFL(hot cold fluorescent lamp)의 형광램프 또는 LED(light emitting diode) 중 어느 하나를 적용할 수 있다.Such a liquid crystal panel is provided with a backlight unit on its rear surface to supply light, because the liquid crystal display device itself is a device that does not have a light emitting element, and thus requires a separate light source. As such a light source, any one of a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), an external electrode fluorescent lamp (EEFL), a fluorescent lamp of a hot cold fluorescent lamp (HCFL), or a light emitting diode (LED) may be used.

이때, 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)의 외면으로는 특정 편광만을 선택적으로 투과시키기 위해 상부 편광판(150b)과 하부 편광판(150a)이 각각 부착되어 있다.At this time, an upper polarizing plate 150b and a lower polarizing plate 150a are attached to the outer surfaces of the color filter substrate 105 and the array substrate 110 in order to selectively transmit only specific polarized light.

이러한 편광판(105a, 105b)은 백라이트 유닛으로부터 제공된 빛 중에서 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 빛만 투과시키고, 그 외의 나머지 방향으로 진동하는 빛은 적당한 매질을 이용하여 흡수 또는 반사하여 특정한 한 방향으로 진동하는 빛을 만드는 역할을 하고 있다.These polarizers 105a and 105b transmit only light that vibrates in the same direction as the polarization axis among the light provided from the backlight unit, and the light that vibrates in the other direction is absorbed or reflected using a suitable medium to vibrate in a specific direction. Has a role to play.

그리고, 액정층(130)과 공통전극(108) 및 액정층(130)과 화소전극(118) 사이에는 액정을 향하는 표면이 각각 소정 방향으로 러빙(rubbing)된 상부 배향막(109) 및 하부 배향막(119)이 각각 개재되어 액정의 초기 배열 상태와 배향 방향을 균일하게 정렬하게 된다.In addition, between the liquid crystal layer 130 and the common electrode 108, and between the liquid crystal layer 130 and the pixel electrode 118, the upper and lower alignment layers 109 and lower alignment layers are rubbed in a predetermined direction. Each of 119) is interposed to uniformly align the initial alignment state and alignment direction of the liquid crystal.

이에 따라 하부 편광판(150a)을 통과한 선편광 빛은 액정의 이방성에 의해 편광상태가 바뀌어 상부 편광판(150b)을 지나게 되며, 액정층(130)은 전압 세기에 따라 그레이 스케일(gray scale)을 구현하게 된다. Accordingly, the linearly polarized light passing through the lower polarizing plate 150a changes its polarization state due to the anisotropy of the liquid crystal and passes through the upper polarizing plate 150b, and the liquid crystal layer 130 implements a gray scale according to the voltage intensity. do.

이때, 본 발명은 코팅형 편광소자(155)와 휘도 향상 필름(160)을 이용하여 하부 편광판(150a)을 반사형 편광판으로 구성함으로써 휘도를 향상시키는 동시에 편광도와 명암비를 향상시키는 것을 특징으로 한다. 다만, 본 발명의 제 1 실시예는 상부 편광판(150b)으로 일반적인 PVA 연신형 편광판을 적용하는 경우를 예를 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, PVA 연신형 편광판 대신에 코팅형 편광소자를 이용하여 상부 편광판(150b)을 구성할 수도 있다.In this case, the present invention is characterized in that the lower polarizing plate 150a is configured as a reflective polarizing plate using the coated polarizing element 155 and the brightness enhancing film 160 to improve brightness and at the same time improve the polarization degree and contrast ratio. However, the first embodiment of the present invention illustrates a case in which a general PVA stretched polarizing plate is applied as the upper polarizing plate 150b, but the present invention is not limited thereto, and a coated polarizing element instead of the PVA stretched polarizing plate The upper polarizing plate 150b may be configured by using.

일반적인 PVA 연신형 편광판으로 상부 편광판(150a)을 구성할 경우, 일 예로 요오드(iodine)로 처리한 PVA 필름을 편광기재로 하고, 치수나 변형에 대한 안정성과 내마모성은 물론 우수한 투명성, 자외선 흡수성 및 내구성을 갖고 있는 트리아세테이트 셀룰로오스(Triacetate Cellulose; TAC) 필름을 PVA 필름을 보호하는 보호층으로 사용할 수 있다.When configuring the upper polarizing plate 150a with a general PVA stretched polarizing plate, for example, a PVA film treated with iodine is used as the polarizing substrate, and stability and abrasion resistance against dimensions and deformation, as well as excellent transparency, UV absorption and durability A triacetate cellulose (TAC) film having a can be used as a protective layer to protect the PVA film.

그리고, 서로 접착된 편광기재와 보호층을 보호하기 위해서 보호필름 및 이형필름을 더 부착할 수 있다.In addition, a protective film and a release film may be further attached to protect the polarizing substrate and the protective layer adhered to each other.

이때, 보호필름은 상부 편광판(150a)이 최종제품에 부착될 때까지 상부 편광판(150a) 표면의 흠 방지를 위해 제 1 보호층 외측에 부착되고, 이형필름은 상부 편광판(150a)이 최종제품에 부착될 때까지 제 2 보호층 외측에 부착될 수 있다.At this time, the protective film is attached to the outside of the first protective layer to prevent scratches on the surface of the upper polarizing plate 150a until the upper polarizing plate 150a is attached to the final product, and the release film includes the upper polarizing plate 150a on the final product. It may be attached to the outside of the second protective layer until attached.

이형필름과 제 2 보호층 사이에는 점착제(adhesive)에 의해 접착되며, 최종제품에는 이형필름을 떼어낸 면에 부착된다. 반면에 보호필름이 부착된 제 1 보호층에는 점착제가 형성되지 않아도 무방하다.The release film and the second protective layer are adhered by an adhesive, and the final product is adhered to the side from which the release film is removed. On the other hand, the pressure-sensitive adhesive may not be formed on the first protective layer to which the protective film is attached.

이러한 구성의 상부 편광판(150a)은 액정패널의 상면에 부착되는데, 이형필름을 떼어낸 면이 부착되도록 한다.The upper polarizing plate 150a of this configuration is attached to the upper surface of the liquid crystal panel, and the surface from which the release film is removed is attached.

이때, 액정패널의 상면에 부착되는 상부 편광판(150) 위에는 외부 충격으로부터 액정패널을 보호하기 위한 강화기판이 더 구비될 수 있다.In this case, a reinforced substrate for protecting the liquid crystal panel from external impact may be further provided on the upper polarizing plate 150 attached to the upper surface of the liquid crystal panel.

여기서 강화기판은 예로, 외부의 충격으로부터 내부의 액정패널을 보호하기 위한 대략 3mm 두께의 강화유리(tempered glass)로 이루어질 수 있다. 이러한 강화유리는 성형 판유리를 연화온도에 가까운 500 ~ 600℃로 가열하고, 압축한 냉각공기에 의해 급랭시켜 유리 표면부를 압축 변형시키고 내부를 인장 변형시켜 강화한 유리이다. 보통 유리에 비해 굽힘 강도는 3 ~ 5배, 내충격성도 3 ~ 8배나 강하며, 내열성도 우수하다.Here, the reinforced substrate may be made of, for example, tempered glass having a thickness of approximately 3 mm to protect the internal liquid crystal panel from external impact. This tempered glass is a glass that is strengthened by heating the molded plate glass to 500 ~ 600°C close to the softening temperature, and rapidly cooling it with compressed cooling air to compress the glass surface and tensilely deform the inside. Compared to ordinary glass, the bending strength is 3 to 5 times, the impact resistance is 3 to 8 times, and the heat resistance is also excellent.

그리고, 반사형 편광판으로 하부 편광판(150a)은 코팅형 편광소자(155)와 휘도 향상 필름(160)으로 구성되는데, 이에 대해서는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.In addition, as a reflective polarizing plate, the lower polarizing plate 150a includes a coated polarizing element 155 and a brightness enhancing film 160, which will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부 편광판의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a lower polarizing plate according to a first embodiment of the present invention.

그리고, 도 4는 휘도 향상 필름을 적용한 액정표시장치에 있어, 휘도가 향상되는 원리를 개략적으로 보여주는 예시도이다.And, FIG. 4 is an exemplary view schematically showing a principle of improving luminance in a liquid crystal display to which a luminance enhancing film is applied.

도 5는 코팅형 편광소자에서 호스트 물질과 게스트 물질의 배열을 예를 들어 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of an arrangement of a host material and a guest material in a coated polarizing device.

도면들을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부 편광판(150a)은 기재(미도시)와 기재 위에 형성된 코팅형 편광소자(155)와 휘도 향상 필름(160)으로 구성될 수 있다.Referring to the drawings, the lower polarizing plate 150a according to the first embodiment of the present invention may include a substrate (not shown), a coated polarizing element 155 formed on the substrate, and a brightness enhancing film 160.

이때, 본 발명은 휘도 향상 필름(160)의 낮은 편광도를 광축이 서로 직교인 코팅형 편광소자(155)를 추가하여 향상시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 휘도 향상 필름(160)에 대해 광축이 직교하도록 코팅형 편광소자(155)를 추가함으로써 기존 PVA 연신형 편광판과 같은 편광판으로서 적용이 가능하며, 오히려 재료비가 감소하고 휘도 향상 필름(160)의 사용으로 휘도가 향상되는 효과를 가지게 된다.In this case, the present invention is characterized in that the low polarization degree of the brightness enhancement film 160 is improved by adding a coated polarizing element 155 whose optical axes are orthogonal to each other. That is, by adding the coated polarizing element 155 so that the optical axis is orthogonal to the luminance enhancing film 160, it can be applied as a polarizing plate like the existing PVA stretched polarizing plate, and the material cost is reduced and the luminance enhancing film 160 It has the effect of improving the brightness by using it.

이때, 어레이 기판(110) 위, 즉 어레이 기판(110) 외면에 인-셀 형태로 하부 편광판(150a)을 제조하는 경우 어레이 기판(110)이 기재를 대신할 수 있다.In this case, when the lower polarizing plate 150a is manufactured on the array substrate 110, that is, on the outer surface of the array substrate 110 in an in-cell form, the array substrate 110 may replace the substrate.

다른 방식으로 투명 기재에 제작하여 어레이 기판(110)에 부착할 수도 있으며, 투명 기재로는 TAC, PMMA, COP, PET, PP 등 등방성 필름 모두 가능하다.It may be produced on a transparent substrate in a different way and attached to the array substrate 110, and all isotropic films such as TAC, PMMA, COP, PET, and PP may be used as the transparent substrate.

여기서 코팅형 편광소자(155)와 휘도 향상 필름(160)의 적층 순서는 변경될 수 있으나, 백라이트 유닛으로부터 가까운 위치에 휘도 향상 필름이 위치하는 것이 바람직하다.Here, the order of lamination of the coated polarizing element 155 and the luminance enhancing film 160 may be changed, but it is preferable that the luminance enhancing film is located near the backlight unit.

먼저, 휘도 향상 필름(160)은 도 4에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(170)이 위치하는 액정패널(100)의 하측에 구비될 수 있다.First, as shown in FIG. 4, the brightness enhancement film 160 may be provided under the liquid crystal panel 100 on which the backlight unit 170 is located.

휘도 향상 필름(160)을 포함하는 하부 편광판(150a)은 상부 편광판(150b)과 동일하게 자연광 또는 편광을 직선 편광으로 변환하는 광학수단으로 입사되는 광을 직교하는 2개의 편광 성분으로 분리하여, 일방의 편광 성분을 투과시키고 타방의 편광 성분을 흡수, 반사 및/또는 산란시키는 기능을 갖는다.The lower polarizing plate 150a including the luminance enhancing film 160 separates the incident light into two orthogonal polarization components by optical means for converting natural light or polarized light into linearly polarized light in the same manner as the upper polarizing plate 150b. It has a function of transmitting the polarization component of and absorbing, reflecting, and/or scattering the other polarization component.

본 명세서에 있어서, 휘도 향상 필름(160)은 입사하는 빛을 직교하는 2개의 편광 성분으로 분리하여 일방의 편광 성분을 투과시키고 타방의 편광 성분을 반사시켜 빛을 재활용(recycle)시킴으로써 최종 액정표시장치에서 나오는 빛의 효율을 향상시키는 기능을 갖는다.In the present specification, the luminance enhancing film 160 separates incident light into two orthogonal polarization components, transmits one polarization component, and reflects the other polarization component to recycle the final liquid crystal display device. It has the function of improving the efficiency of the light emitted from it.

일반 편광판의 경우 P-편광된 빛은 액정패널에 투과되지만 S-편광된 빛은 흡수된다. 그러나, 휘도 향상 필름(160)을 사용하면 P-편광된 빛은 액정패널(100)에 투과되며, S-편광된 빛은 백라이트 유닛(170) 쪽으로 반사되어 확산 또는 산란에 의해 비편광 되어 재활용되게 된다.In the case of a general polarizing plate, P-polarized light is transmitted through the liquid crystal panel, but S-polarized light is absorbed. However, when the brightness enhancement film 160 is used, the P-polarized light is transmitted through the liquid crystal panel 100, and the S-polarized light is reflected toward the backlight unit 170 and is unpolarized by diffusion or scattering so that it is recycled. do.

이러한 휘도 향상 필름(160)은 제 1 열가소성 수지(160a)와 제 2 열가소성 수지(160b)가 교대로 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 구조를 갖는 휘도 향상 필름(160)은 일 예로, 2종류의 수지를 함께 압출하고, 그 압출 필름을 연신하여 제작될 수 있다.The brightness enhancing film 160 may have a multilayer structure in which the first thermoplastic resin 160a and the second thermoplastic resin 160b are alternately stacked. The brightness enhancing film 160 having such a structure may be produced by extruding two types of resin together, and stretching the extruded film.

휘도 향상 필름(160)의 총 두께는 바람직하게는 20㎛ ∼ 800㎛ 이다.The total thickness of the brightness enhancing film 160 is preferably 20 µm to 800 µm.

제 1 열가소성 수지(160a)는 광학적으로 이방성을 나타낸다.The first thermoplastic resin 160a exhibits optically anisotropy.

제 1 열가소성 수지(160a)를 형성하는 수지로는 임의의 적절한 것을 선택할 수 있다. 일 예로, 제 1 열가소성 수지(160a)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트계 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트계 수지, 폴리부틸렌 나프탈레이트계 수지, 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 이들 수지는 연신에 의한 복굴절의 발현성이 우수하고, 연신 후의 복굴절의 안정성이 우수하다.Any suitable resin may be selected as the resin forming the first thermoplastic resin 160a. For example, the first thermoplastic resin 160a is a polyethylene terephthalate resin, a polytrimethylene terephthalate resin, a polybutylene terephthalate resin, a polyethylene naphthalate resin, a polybutylene naphthalate resin, or a It may contain mixtures. These resins are excellent in the expression of birefringence by stretching, and have excellent stability in birefringence after stretching.

제 2 열가소성 수지(160b)로는 임의의 적절한 것을 선택할 수 있다. 일 예로, 제 2 열가소성 수지(160b)는 폴리스티렌계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트계 수지, 폴리스티렌 글리시딜 메타크릴레이트계 수지, 또는 이것들의 혼합물을 포함할 수 있다. 수지는 굴절률을 높이기 위해서 염소, 브롬 및 요오드 등의 할로겐 기가 도입되어 있어도 된다. 또는, 수지는 굴절률을 조정하기 위해서 임의의 첨가제를 함유할 수 있다.Any suitable one can be selected as the second thermoplastic resin 160b. For example, the second thermoplastic resin 160b may include a polystyrene resin, a polymethyl methacrylate resin, a polystyrene glycidyl methacrylate resin, or a mixture thereof. Halogen groups, such as chlorine, bromine, and iodine, may be introduced into the resin to increase the refractive index. Alternatively, the resin may contain an optional additive in order to adjust the refractive index.

이러한 휘도 향상 필름(160)은 DBEF(Double Brightness Enhancement Film)와 같이 시판되는 것을 그대로 사용할 수 있다.As the brightness enhancement film 160, a commercially available one such as a Double Brightness Enhancement Film (DBEF) may be used as it is.

휘도 향상 필름은 액정표시장치에 화이트 화상을 표시한 경우의 휘도(화이트 휘도)를 향상시키기 위해서 사용된다. 그러나, 종래의 액정표시장치는 휘도 향상 필름을 사용함으로써 화이트 휘도를 증가시키는 것은 가능하지만, 그것과 동시에 블랙 화상을 표시한 경우의 휘도(블랙 휘도)가 증가되어, 결과적으로 높은 정면 방향의 명암비(contrast ratio)가 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.The luminance enhancing film is used to improve luminance (white luminance) when a white image is displayed on a liquid crystal display device. However, in the conventional liquid crystal display device, it is possible to increase the white luminance by using the luminance enhancing film, but at the same time, the luminance (black luminance) in the case of displaying a black image is increased, and as a result, a high contrast ratio in the front direction ( There was a problem that the contrast ratio) was not obtained.

또한, 휘도 향상 필름 자체로는 낮은 편광도로 인해 편광판을 대체할 수는 없었고, 휘도 향상의 목적으로만 사용되는 광학 필름에 지나지 않았다.In addition, the luminance enhancing film itself could not replace the polarizing plate due to its low degree of polarization, and was merely an optical film used only for the purpose of improving luminance.

그러나, 본 발명과 같이 코팅형 편광소자(155)를 휘도 향상 필름(160)의 편광축과 상호 직교되도록 액정패널(100)과 휘도 향상 필름(160) 사이에 개재하게 되면 화이트 휘도가 증가되는 한편, 블랙 휘도의 증가를 최소한도로 억제할 수 있기 때문에 높은 정면 방향의 명암비를 얻을 수 있는 반사형 하부 편광판(150a)을 구현할 수 있게 된다.However, if the coated polarizing element 155 is interposed between the liquid crystal panel 100 and the brightness enhancing film 160 so as to be mutually orthogonal to the polarization axis of the brightness enhancing film 160 as in the present invention, white luminance increases, while Since the increase in black luminance can be minimized, a reflective lower polarizing plate 150a capable of obtaining a high contrast ratio in the front direction can be implemented.

즉, 코팅형 편광소자(155)가 휘도 향상 필름(160)에 대해 광축이 서로 직교하도록 구성됨에 따라 블랙 화상을 표시한 경우의 블랙 휘도의 증가를 최소한도로 억제할 수 있게 된다. 따라서, 편광도와 명암비가 향상될 수 있고, 기존의 PVA 연신형 편광판을 대체할 수 있게 된다.That is, since the coated polarizing element 155 is configured such that the optical axes of the luminance enhancing film 160 are orthogonal to each other, an increase in black luminance when a black image is displayed can be minimized. Therefore, the polarization degree and contrast ratio can be improved, and it is possible to replace the existing PVA stretched polarizing plate.

이때, 코팅형 편광소자(155)는 그 하부의 휘도 향상 필름(160)으로부터 입사되는 P-편광된 빛을 일부만 차단하는 역할을 하도록 그 두께 또는 염료(dye) 농도, 즉 투과율의 조절이 필요하다. 즉, 휘도 향상 필름(160)이 메인 편광판의 역할을 하는 한편, 코팅형 편광소자(155)는 휘도 향상 필름(160)에 의한 블랙 휘도의 증가를 최소한도로 억제하여 반사형 편광판의 편광도와 명암비를 향상시키는 역할을 하게 된다.At this time, the coated polarizing element 155 needs to adjust its thickness or dye concentration, that is, transmittance, so as to partially block the P-polarized light incident from the luminance enhancing film 160 below it. . That is, while the luminance enhancing film 160 serves as a main polarizing plate, the coated polarizing device 155 minimizes the increase in black luminance caused by the luminance enhancing film 160 to reduce the polarization and contrast ratio of the reflective polarizing plate. It plays a role of improving.

이러한 코팅형 편광소자(155)는 어레이 기판(110)과 같은 기재 위에 형성되는데, 도 5에 도시된 바와 같이, 어레이 기판(110) 위에 형성된 배향층(155a)과 배향층(155a) 위에 형성된 편광층(155b)으로 구성될 수 있다.The coated polarizing device 155 is formed on the same substrate as the array substrate 110, and as shown in FIG. 5, the alignment layer 155a formed on the array substrate 110 and the polarization layer 155a formed on the alignment layer 155a. It may be composed of a layer (155b).

배향층(155a)은 폴리이미드나 폴리아미드로 형성될 수 있다.The alignment layer 155a may be formed of polyimide or polyamide.

이러한 배향층(155a)은 러빙과 같은 배향처리나 광배향이 이루어짐에 따라 배향층(155a) 전체에 걸쳐 일정 방향을 따라 수많은 미세 홈(micro groove)이 형성될 수 있다.As the alignment layer 155a is subjected to an alignment treatment such as rubbing or photo-alignment, a number of micro grooves may be formed along a predetermined direction over the alignment layer 155a.

편광층(155b)은 호스트 물질과 게스트 물질로 이루어질 수 있다.The polarizing layer 155b may be made of a host material and a guest material.

호스트 물질은 주로 액정성을 나타내는 액정성 고분자나 반응성 액정단량체(reactive mesogen)를 사용할 수 있다. 이때, 반응성 액정단량체는 중합이 가능한 말단기를 포함한 액정물질로서, 액정성을 발현하는 메조겐(mesogen)과 중합이 가능한 단말기를 포함하여 액정상을 갖게 되는 단량체 분자이다.As the host material, a liquid crystal polymer or a reactive liquid crystal monomer may be mainly used. In this case, the reactive liquid crystal monomer is a liquid crystal material containing a polymerizable terminal group, and is a monomer molecule that has a liquid crystal phase including a mesogen that exhibits liquid crystallinity and a terminal capable of polymerization.

편광층(155b)이 배향층(155a) 위에 도포, 또는 코팅됨에 따라 호스트 물질이 배향층(155a)에 형성된 미세 홈과 상호 작용하여 배향방향을 따라 배열하게 된다.As the polarization layer 155b is applied or coated on the alignment layer 155a, the host material interacts with the fine grooves formed in the alignment layer 155a to be arranged along the alignment direction.

게스트 물질은 이색성 염료(dichroic dye)로 이루어질 수 있다. 이색성 염료는 광의 두개의 편광성분 중에서 하나의 성분은 흡수하고 다른 하나의 성분은 투과한다. 이색성 염료로는 요오드계, 안트라퀴논(anthraquinone)계 프로피린 아조, 비아조, 트리아조 등이 사용될 수 있다.The guest material may be made of a dichroic dye. A dichroic dye absorbs one of the two polarizing components of light and transmits the other. As the dichroic dye, an iodine-based, anthraquinone-based propyrin azo, a biazo, or a triazo may be used.

이색성 염료는 특정 파장영역의 광을 흡수하거나 투과하는데, 본 발명에서는 R, G, B컬러에 대응하는 파장대의 광을 흡수하고 투과시킴으로써, 가시광선을 편광 시킬 수 있다. 또한, 이색성 염료는 R, G, B염료가 아니라 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow)염료일 수도 있다.The dichroic dye absorbs or transmits light in a specific wavelength range. In the present invention, visible light can be polarized by absorbing and transmitting light in a wavelength range corresponding to R, G, and B colors. In addition, the dichroic dye may be a cyan, magenta, or yellow dye, not R, G, or B dye.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 2가지 이상의 염료를 사용할 수 있으며, 이러한 염료들의 조합으로 원하는 투과 색상을 갖도록 설계할 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and two or more dyes may be used, and a combination of these dyes may be designed to have a desired transmission color.

이와 같이 본 발명에서는 다양한 종류의 이색성 염료가 사용될 수 있지만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 R, G, B컬러에 대응하는 이색성 염료에 대해서만 설명한다.As described above, various types of dichroic dyes may be used in the present invention, but for convenience of explanation, only dichroic dyes corresponding to R, G, and B colors will be described below.

R, G, B컬러의 이색성 염료는 호스트 물질에 혼합되어, 호스트 물질이 배열될 때, 호스트 물질을 따라 배열된다. 즉, R, G, B염료의 배열방향이 배향층(155a)의 미세 홈의 방향, 즉 배향층(155a)에 실행된 러빙방향을 따라 배열된다.Dichroic dyes of R, G, and B colors are mixed with the host material, and when the host material is arranged, it is arranged along the host material. That is, the arrangement directions of the R, G, and B dyes are arranged along the direction of the fine grooves of the alignment layer 155a, that is, the rubbing direction performed in the alignment layer 155a.

이와 같이 R, G, B염료가 일정 방향으로 배열됨에 따라 광이 입력될 때 R, G, B염료의 배열방향, 즉 흡수방향과 평행한 편광성분은 흡수되고 흡수방향과 수직한 편광성분은 투과됨으로써, 입사되는 광을 특정 편광방향을 갖는 광으로 편광 시킨다.As the R, G, B dyes are arranged in a certain direction, when light is input, the polarization component parallel to the absorption direction, that is, the arrangement direction of the R, G, B dye, is absorbed, and the polarization component perpendicular to the absorption direction is transmitted. As a result, the incident light is polarized into light having a specific polarization direction.

일 예로, Y축 방향으로 러빙된 배향층(155a) 위에 호스트 물질인 액정성 고분자나 반응성 액정단량체(153)와 게스트 물질인 R, G, B염료(154)가 혼합된 편광층(155b)을 도포하면, 배향층(155a)에 형성된 미세 홈과 호스트 물질이 상호 작용하여 반응성 액정단량체(153)가 Y축 방향을 따라 배열되며, R, G, B염료(154)도 반응성 액정단량체(153)를 따라 배열되며, 고분자화가 진행됨에 따라 배열 방향은 유지된다.For example, on the alignment layer 155a rubbed in the Y-axis direction, a polarizing layer 155b in which a liquid crystal polymer or reactive liquid crystal monomer 153 as a host material and R, G, B dyes 154 as guest materials are mixed is formed. When applied, the micro grooves formed in the alignment layer 155a and the host material interact, so that the reactive liquid crystal monomer 153 is arranged along the Y-axis direction, and the R, G, B dyes 154 are also the reactive liquid crystal monomer 153. It is arranged along the line, and the arrangement direction is maintained as the polymerization proceeds.

이와 같이 구성된 코팅형 편광소자(155)의 총 두께는 바람직하게는 10um 이하가 적당하며, 더 바람직하게는 5um 이하인 것이 적당하다.The total thickness of the coated polarizing element 155 configured as described above is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less.

이때, 휘도 향상 필름(160)은 점착제(미도시)를 통해 코팅형 편광소자(155)에 부착될 수 있다.In this case, the brightness enhancement film 160 may be attached to the coated polarizing element 155 through an adhesive (not shown).

이와 같이 본 발명은 코팅형 편광소자(155)를 휘도 향상 필름(160)의 편광축과 상호 직교하도록 액정패널(100)과 휘도 향상 필름(160) 사이에 개재하여 반사형 편광판을 구현함으로써 휘도 향상과 동시에 편광도와 명암비가 향상되는 효과를 제공하게 된다.As described above, the present invention implements a reflective polarizing plate by interposing the coated polarizing element 155 between the liquid crystal panel 100 and the luminance enhancing film 160 so as to be orthogonal to the polarization axis of the luminance enhancing film 160 to improve luminance and At the same time, the polarization degree and the contrast ratio are improved.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 코팅형 편광소자(155)를 휘도 향상 필름(160) 내에 개재시키거나, 액정패널(100)과 휘도 향상 필름(160) 사이, 즉 휘도 향상 필름(160)의 상측뿐만 아니라 휘도 향상 필름(160)의 하측에도 적용할 수 있으며, 이를 도면을 참조하여 설명한다.However, the present invention is not limited thereto, and the coated polarizing element 155 is interposed in the luminance enhancing film 160, or between the liquid crystal panel 100 and the luminance enhancing film 160, that is, the luminance enhancing film 160 ) Can be applied not only to the upper side but also to the lower side of the brightness enhancement film 160, which will be described with reference to the drawings.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하부 편광판의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이며, 도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 하부 편광판의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the lower polarizing plate according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the lower polarizing plate according to the third embodiment of the present invention.

이때, 도 6 및 도 7은 어레이 기판 외면에 인-셀 형태로 하부 편광판을 제조하는 경우의 하부 편광판의 구조를 예를 들어 보여주고 있다.In this case, FIGS. 6 and 7 illustrate, for example, the structure of the lower polarizing plate when manufacturing the lower polarizing plate in an in-cell form on the outer surface of the array substrate.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 방식으로 투명기재에 제작하여 어레이 기판에 부착할 수도 있으며, 투명 기재로는 TAC, PMMA, COP, PET, PP 등 등방성 필름 모두 가능하다.However, the present invention is not limited thereto. It may be produced on a transparent substrate in another way and attached to the array substrate, and all isotropic films such as TAC, PMMA, COP, PET, and PP are possible as the transparent substrate.

먼저, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하부 편광판(250a)은 어레이 기판(210) 위에 차례대로 형성된 제 1 휘도 향상 필름(260a)과 코팅형 편광소자(255) 및 제 2 휘도 향상 필름(260b)으로 구성될 수 있다.First, referring to FIG. 6, the lower polarizing plate 250a according to the second embodiment of the present invention includes a first luminance enhancing film 260a sequentially formed on an array substrate 210, a coated polarizing element 255, and a 2 It may be composed of a brightness enhancement film (260b).

이때, 제 1 휘도 향상 필름(260a)과 제 2 휘도 향상 필름(260b)의 광축은 서로 일치하는 한편, 코팅형 편광소자(255)의 광축은 제 1, 제 2 휘도 향상 필름(260a, 260b)에 대해 서로 직교하는 것을 특징으로 한다.At this time, the optical axes of the first and second luminance enhancing films 260a and 260b coincide with each other, while the optical axes of the coated polarizing element 255 are the first and second luminance enhancing films 260a and 260b. It is characterized by being orthogonal to each other.

자세히 도시하지 않았지만, 제 1, 제 2 휘도 향상 필름(260a, 260b)은 각각 제 1 열가소성 수지와 제 2 열가소성 수지가 교대로 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 구조를 갖는 제 1, 제 2 휘도 향상 필름(260a, 260b)은 일 예로, 2종류의 수지를 함께 압출하고, 그 압출 필름을 연신하여 제작될 수 있다.Although not shown in detail, the first and second luminance enhancing films 260a and 260b may have a multilayer structure in which a first thermoplastic resin and a second thermoplastic resin are alternately stacked, respectively. The first and second luminance enhancing films 260a and 260b having such a structure may be produced by extruding two types of resins together, and stretching the extruded films.

또한, 전술한 바와 같이 코팅형 편광소자(255)는 제 1, 제 2 휘도 향상 필름(260a, 260b)에 대해 광축이 서로 직교하도록 구성됨에 따라 블랙 화상을 표시한 경우의 블랙 휘도의 증가를 최소한도로 억제할 수 있게 된다. 따라서, 편광도와 명암비가 향상될 수 있고, 기존의 PVA 연신형 편광판을 대체할 수 있게 된다.In addition, as described above, as the optical axes of the first and second luminance enhancing films 260a and 260b are configured to be orthogonal to each other, the increase in black luminance when a black image is displayed is minimized. Road can be suppressed. Therefore, the polarization degree and contrast ratio can be improved, and it is possible to replace the existing PVA stretched polarizing plate.

코팅형 편광소자(255)는 그 하부의 제 2 휘도 향상 필름(260b)으로부터 입사되는 P-편광된 빛을 일부만 차단하는 역할을 하도록 그 두께 및 염료 농도, 즉 투과율의 조절이 필요하다.The coated polarizing element 255 needs to control its thickness and dye concentration, that is, transmittance, so as to partially block the P-polarized light incident from the second luminance enhancing film 260b below it.

이러한 코팅형 편광소자(255)는 제 1 휘도 향상 필름(260a) 위에 형성된 배향층(255a)과 배향층(255a) 위에 형성된 편광층(255b)으로 구성될 수 있다.The coated polarizing device 255 may include an alignment layer 255a formed on the first luminance enhancing film 260a and a polarizing layer 255b formed on the alignment layer 255a.

이때, 어레이 기판(210)과 제 1 휘도 향상 필름(260a) 사이 및 코팅형 편광소자(255)와 제 2 휘도 향상 필름(260b) 사이에는 소정의 점착제가 개재될 수 있다.In this case, a predetermined adhesive may be interposed between the array substrate 210 and the first luminance enhancing film 260a, and between the coated polarizing element 255 and the second luminance enhancing film 260b.

그리고, 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 하부 편광판(350a)은 어레이 기판(310) 위에 차례대로 형성된 제 1 코팅형 편광소자(355')와 휘도 향상 필름(360)과 제 2 코팅형 편광소자(355")으로 구성될 수 있다.And, referring to FIG. 7, the lower polarizing plate 350a according to the third embodiment of the present invention includes a first coated polarizing element 355 ′ and a luminance enhancing film 360 formed sequentially on the array substrate 310. It may be composed of a second coated polarizing element 355".

이때, 제 1 코팅형 편광소자(355')와 제 2 코팅형 편광소자(355")의 광축은 서로 일치하는 한편, 휘도 향상 필름(360)에 대해서는 서로 직교하는 것을 특징으로 한다.In this case, the optical axes of the first coated polarizing element 355 ′ and the second coated polarizing element 355 ″ coincide with each other, while the brightness enhancement film 360 is characterized by being orthogonal to each other.

자세히 도시하지 않았지만, 휘도 향상 필름(360)은 제 1 열가소성 수지와 제 2 열가소성 수지가 교대로 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 구조를 갖는 휘도 향상 필름(360)은 일 예로, 2종류의 수지를 함께 압출하고, 그 압출 필름을 연신하여 제작될 수 있다.Although not shown in detail, the luminance enhancing film 360 may have a multilayer structure in which a first thermoplastic resin and a second thermoplastic resin are alternately stacked. The brightness enhancing film 360 having such a structure may be produced by extruding two types of resin together and stretching the extruded film, for example.

또한, 전술한 바와 같이 제 1, 제 2 코팅형 편광소자(355', 355")는 휘도 향상 필름(360)에 대해 광축이 서로 직교하도록 구성됨에 따라 블랙 화상을 표시한 경우의 블랙 휘도의 증가를 최소한도로 억제할 수 있게 된다. 따라서, 편광도와 명암비가 향상될 수 있고, 기존의 PVA 연신형 편광판을 대체할 수 있게 된다.In addition, as described above, the first and second coated polarizing elements 355 ′ and 355 ″ are configured such that the optical axes of the luminance enhancing film 360 are orthogonal to each other, thus increasing the black luminance when a black image is displayed. Therefore, the polarization degree and contrast ratio can be improved, and it is possible to replace the existing PVA stretched polarizing plate.

제 1, 제 2 코팅형 편광소자(355', 355")는 그 하부의 백라이트 유닛이나 휘도 향상 필름(360)으로부터 입사되는 P-편광된 빛을 일부만 차단하는 역할을 하도록 그 두께 및 염료 농도, 즉 투과율의 조절이 필요하다.The first and second coated polarizing elements 355 ′ and 355 ″ have their thickness and dye concentration so as to partially block the P-polarized light incident from the lower backlight unit or the brightness enhancing film 360. That is, it is necessary to adjust the transmittance.

이러한 제 1, 제 2 코팅형 편광소자(355', 355")는 각각 배향층(355a', 355a")과 배향층(355a', 355a") 위에 형성된 편광층(355b', 355b")으로 구성될 수 있다.These first and second coated polarizing elements 355 ′ and 355 ″ include alignment layers 355 a ′ and 355 a ″ and polarizing layers 355 b ′ and 355 b ″ formed on the alignment layers 355 a ′ and 355 a ″, respectively. Can be configured.

이때, 제 1 코팅형 편광소자(355')와 휘도 향상 필름(360) 사이에는 소정의 점착제가 개재될 수 있다.In this case, a predetermined pressure-sensitive adhesive may be interposed between the first coating-type polarizing device 355 ′ and the brightness enhancing film 360.

이하, 이와 같이 구성되는 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 반사형 편광판의 광학적 특성을 기존의 PVA 연신형 편광판과 비교하여 상세히 설명한다.Hereinafter, optical characteristics of the reflective polarizing plates according to the first to third embodiments of the present invention constructed as described above will be described in detail in comparison with the conventional PVA stretched polarizing plates.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 반사형 편광판의 투과율, 편광도, 휘도 및 명암비를 비교예의 PVA 연신형 편광판과 비교하여 보여주는 표다.8 is a table showing the transmittance, polarization degree, luminance, and contrast ratio of the reflective polarizing plate according to the first to third embodiments of the present invention compared with the PVA stretched polarizing plate of the comparative example.

각각 기존의 PVA 연신형 편광판과 DBEF 필름 및 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 반사형 편광판에 대한 투과율, 편광도, 휘도 및 명암비를 보여주고 있다.Transmittance, polarization degree, luminance and contrast ratio of the conventional PVA stretched polarizing plate and DBEF film, and reflective polarizing plates according to the first to third embodiments of the present invention are shown, respectively.

이때, 제 1 실시예 및 제 2 실시예는 코팅형 편광소자의 투과율이 30%인 경우이며, 제 3 실시예는 코팅형 편광소자의 투과율이 50%인 경우를 예를 들고 있다.In this case, in the first and second embodiments, the transmittance of the coated polarizing device is 30%, and the third embodiment exemplifies a case in which the transmittance of the coated polarizing device is 50%.

표를 참조하면, 기존의 PVA 연신형 편광판과 DBEF 필름 및 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 반사형 편광판에 대한 투과율은 각각 43%, 46.3%, 28%, 26% 및 18%이며, 편광도는 99.996%, 97.5%, 99.993%, 99.995% 및 99.997%임을 알 수 있다.Referring to the table, the transmittances of the conventional PVA stretched polarizing plate and DBEF film and the reflective polarizing plate according to the first to third embodiments of the present invention are 43%, 46.3%, 28%, 26%, and 18, respectively. %, and the polarization degrees are 99.996%, 97.5%, 99.993%, 99.995% and 99.997%.

또한, 기존의 PVA 연신형 편광판과 DBEF 필름 및 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 반사형 편광판에 대한 휘도는 450nit, 510nit, 475nit, 465nit 및 385nit이며, 명암비는 1300, 28, 1359, 1311 및 1920임을 알 수 있다.In addition, the luminance of the conventional PVA stretched polarizing plate and the DBEF film and the reflective polarizing plate according to the first to third embodiments of the present invention is 450 nit, 510 nit, 475 nit, 465 nit and 385 nit, and the contrast ratio is 1300, 28, It can be seen that it is 1359, 1311 and 1920.

이와 같이 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 반사형 편광판은 DBEF 필름에 비해 월등히 높은 명암비를 보여주는 한편, 기존의 PVA 연신형 편광판과 동등한 편광도를 보여주고 있음을 알 수 있다.As described above, it can be seen that the reflective polarizing plates according to the first to third embodiments of the present invention show a significantly higher contrast ratio than the DBEF film, while exhibiting the same degree of polarization as the conventional PVA stretched polarizing plate.

특히, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 편광판은 기존 PVA 연신형 편광판에 비해 높은 휘도를 보여주는 한편, 다른 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 비해 투과율의 저하가 크지 않음을 알 수 있다.In particular, it can be seen that the reflective polarizing plate according to the first embodiment of the present invention exhibits higher luminance than the conventional PVA stretched polarizing plate, while the decrease in transmittance is not significant compared to the other second and third embodiments. .

도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 편광판의 투과율, 편광도, 휘도 및 명암비를 코팅형 편광소자의 투과율에 따라 비교하여 보여주는 표다.9 is a table showing a comparison of transmittance, polarization degree, luminance, and contrast ratio of the reflective polarizing plate according to the first embodiment of the present invention according to transmittance of the coated polarizing element.

이때, 케이스 1, 케이스 2, 케이스 3, 케이스 4 및 케이스 5는 각각 코팅형 편광소자의 투과율이 10%, 20%, 30%, 40% 및 50%인 경우를 예를 들고 있다.In this case, Case 1, Case 2, Case 3, Case 4, and Case 5 are examples of cases in which the transmittance of the coated polarizing element is 10%, 20%, 30%, 40%, and 50%, respectively.

표를 참조하면, 케이스 1, 케이스 2, 케이스 3, 케이스 4 및 케이스 5에 대한 투과율은 각각 8%, 17%, 28%, 35% 및 45%이며, 편광도는 99.997%, 99.995%, 99.993%, 99.98% 및 99.95%임을 알 수 있다.Referring to the table, transmittances for Case 1, Case 2, Case 3, Case 4, and Case 5 are 8%, 17%, 28%, 35% and 45%, respectively, and polarization degrees are 99.997%, 99.995%, and 99.993%, respectively. , 99.98% and 99.95%.

또한, 케이스 1, 케이스 2, 케이스 3, 케이스 4 및 케이스 5에 대한 휘도는 341nit, 422nit, 475nit, 488nit 및 506nit이며, 명암비는 1982, 1885, 1359, 852 및 687임을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the luminances for Case 1, Case 2, Case 3, Case 4, and Case 5 are 341 nit, 422 nit, 475 nit, 488 nit and 506 nit, and contrast ratios are 1982, 1885, 1359, 852 and 687.

이와 같이 코팅형 편광소자의 투과율이 증가함에 따라 반사형 편광판의 투과율이 증가하는 반면, 편광도 및 명암비가 저하되는 것을 알 수 있으며, 본 발명에 있어 케이스 3이 바람직한 실시예로 볼 수 있다.As described above, it can be seen that the transmittance of the reflective polarizing plate increases as the transmittance of the coated polarizing element increases, while the degree of polarization and the contrast ratio decrease, and Case 3 can be seen as a preferred embodiment in the present invention.

한편, 전술한 바와 같이 PVA 연신형 편광판 대신에 코팅형 편광소자를 이용하여 상부 편광판을 구성할 수도 있으며, 이를 다음의 본 발명의 제 4 실시예를 통해 상세히 설명한다.Meanwhile, as described above, an upper polarizing plate may be configured using a coated polarizing element instead of a PVA stretched polarizing plate, which will be described in detail through a fourth embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치의 구조 일부를 개략적으로 보여주는 단면도이다.10 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of a structure of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.

이때, 도 10에 도시된 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치는 코팅형 편광소자를 이용하여 상부 편광판을 구성한 것을 제외하고는 전술한 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 액정표시장치와 실질적으로 동일한 구성으로 이루어져 있다.In this case, the liquid crystal display according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 10 is according to the first to third embodiments of the present invention, except that the upper polarizing plate is formed using a coated polarizing element. It has substantially the same configuration as the liquid crystal display device according to the present invention.

전술한 바와 같이, 도 10에 도시된 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치는 TN 모드를 사용한 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 IPS 모드 또는 FFS 모드뿐만 아니라 VA 모드 등 액정 모드에 상관없이 적용 가능하다.As described above, the liquid crystal display device according to the fourth exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 10 uses the TN mode as an example, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be applied not only in IPS mode or FFS mode, but also in liquid crystal mode such as VA mode.

도면을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판(405)과 어레이 기판(410) 및 컬럼 스페이서(미도시)에 의해 셀갭을 유지한 상태에서 컬러필터 기판(405)과 어레이 기판(410) 사이에 형성된 액정층(430)으로 구성된다.Referring to the drawings, the liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention is largely a color filter substrate 405, an array substrate 410, and a color filter substrate ( It is composed of a liquid crystal layer 430 formed between 405 and the array substrate 410.

컬러필터 기판(405)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(407)와 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(430)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(406), 그리고 액정층(430)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(408)으로 이루어져 있다.The color filter substrate 405 separates the color filter 407 and the sub-color filter composed of a plurality of sub-color filters implementing colors of red, green and blue, and blocks light passing through the liquid crystal layer 430. It consists of a black matrix 406 and a transparent common electrode 408 that applies a voltage to the liquid crystal layer 430.

어레이 기판(410)은 종횡으로 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트라인(미도시)과 데이터라인(미도시), 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 화소영역에 형성된 화소전극(418)으로 이루어져 있다.The array substrate 410 includes a plurality of gate lines (not shown) and data lines (not shown) that are arranged vertically and horizontally to define a plurality of pixel areas, and thin film transistors and pixels, which are switching elements formed in an intersection area between the gate lines and data lines. It consists of a pixel electrode 418 formed in the region.

박막 트랜지스터는 게이트라인에 연결된 게이트전극(421), 데이터라인에 연결된 소오스전극(422) 및 보호막(415b)에 형성된 콘택홀을 통해 화소전극(418)에 전기적으로 접속된 드레인전극(423)으로 구성되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터는 게이트전극(421)과 소오스/드레인전극(422, 423) 사이의 절연을 위한 게이트절연막(415a) 및 게이트전극(421)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극(422)과 드레인전극(423) 간에 전도채널을 형성하는 액티브층(424)을 포함한다.The thin film transistor is composed of a gate electrode 421 connected to a gate line, a source electrode 422 connected to a data line, and a drain electrode 423 electrically connected to the pixel electrode 418 through a contact hole formed in the protective layer 415b. Has been. In addition, the thin film transistor has a source electrode 422 and a drain by a gate voltage supplied to the gate electrode 421 and the gate insulating layer 415a for insulation between the gate electrode 421 and the source/drain electrodes 422 and 423. It includes an active layer 424 forming a conduction channel between the electrodes 423.

그리고, 액티브층(424)으로 비정질 실리콘 박막을 이용하는 경우 액티브층(424)의 소오스/드레인영역은 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 오믹-콘택층(425)을 통해 소오스/드레인전극(422, 423)과 오믹-콘택을 형성하게 된다.In addition, when an amorphous silicon thin film is used as the active layer 424, the source/drain regions of the active layer 424 are formed with the source/drain electrodes 422 and 423 through the ohmic-contact layer 425 made of an n+ amorphous silicon thin film. Ohmic-contact is formed.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 액티브층(424)으로 다결정 실리콘 박막이나 산화물 반도체 등 다른 반도체 물질을 이용할 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and other semiconductor materials such as a polysilicon thin film or an oxide semiconductor may be used as the active layer 424.

이와 같이 구성된 컬러필터 기판(405)과 어레이 기판(410)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(440)에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널을 구성하며, 컬러필터 기판(405)과 어레이 기판(410)의 합착은 컬러필터 기판(405) 또는 어레이 기판(410)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.The color filter substrate 405 and the array substrate 410 configured as described above are bonded to each other by a sealant 440 formed outside the image display area to form a liquid crystal panel, and the color filter substrate 405 and the array substrate 410 ) Is bonded through a bonding key (not shown) formed on the color filter substrate 405 or the array substrate 410.

이러한 액정패널은 그 배면에 백라이트 유닛이 구비되어 빛을 공급하게 되는데, 이는 액정표시장치 자체가 발광요소를 갖추지 못한 소자이므로 별도의 광원을 요구하기 때문이다.Such a liquid crystal panel is provided with a backlight unit on its rear surface to supply light, because the liquid crystal display device itself is a device that does not have a light emitting element, and thus requires a separate light source.

이때, 컬러필터 기판(405)과 어레이 기판(410)의 외면으로는 특정 편광만을 선택적으로 투과시키기 위해 상부 편광판(450b)과 하부 편광판(450a)이 각각 부착되어 있다.At this time, an upper polarizing plate 450b and a lower polarizing plate 450a are attached to the outer surfaces of the color filter substrate 405 and the array substrate 410 in order to selectively transmit only specific polarized light.

그리고, 액정층(430)과 공통전극(408) 및 액정층(430)과 화소전극(418) 사이에는 액정을 향하는 표면이 각각 소정 방향으로 러빙된 상부 배향막(409) 및 하부 배향막(419)이 각각 개재되어 액정의 초기 배열 상태와 배향 방향을 균일하게 정렬하게 된다.In addition, between the liquid crystal layer 430 and the common electrode 408, and between the liquid crystal layer 430 and the pixel electrode 418, an upper alignment layer 409 and a lower alignment layer 419 are each rubbed in a predetermined direction with a surface facing the liquid crystal. Each is interposed to uniformly align the initial alignment state and alignment direction of the liquid crystal.

이때, 본 발명은 코팅형 편광소자(455)와 휘도 향상 필름(460)을 이용하여 하부 편광판(450a)을 반사형 편광판으로 구성함으로써 휘도를 향상시키는 동시에 편광도와 명암비를 향상시키는 것을 특징으로 한다.At this time, the present invention is characterized in that the lower polarizing plate 450a is configured as a reflective polarizing plate using the coated polarizing element 455 and the brightness enhancing film 460 to improve luminance and at the same time improve polarization and contrast ratio.

특히, 본 발명의 제 4 실시예는 기존의 PVA 연신형 편광판 대신에 코팅형 편광소자를 이용하여 상부 편광판(450b)을 구성한 것을 특징으로 한다. 이 경우 액정표시장치의 전체적인 두께를 줄일 수 있어 제품의 슬림화에 대응할 수 있는 한편, 인-셀 형태로 제조하는 경우 공정이 단순해지는 효과를 제공한다.In particular, the fourth embodiment of the present invention is characterized in that the upper polarizing plate 450b is constructed using a coated polarizing element instead of the conventional PVA stretched polarizing plate. In this case, it is possible to reduce the overall thickness of the liquid crystal display device to cope with the slimming of the product, while providing an effect of simplifying the process when manufactured in an in-cell form.

이때, 액정패널의 상면에 부착되는 상부 편광판(150) 위에는 외부 충격으로부터 액정패널을 보호하기 위한 강화기판이 더 구비될 수 있다.In this case, a reinforced substrate for protecting the liquid crystal panel from external impact may be further provided on the upper polarizing plate 150 attached to the upper surface of the liquid crystal panel.

그리고, 반사형 편광판으로 하부 편광판(450a)은 코팅형 편광소자(455)와 휘도 향상 필름(460)으로 구성되는데, 이에 대해서는 전술한 설명을 참조하기로 한다.In addition, as a reflective polarizing plate, the lower polarizing plate 450a is composed of a coated polarizing element 455 and a brightness enhancing film 460, which will be referred to the above description.

즉, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 하부 편광판(450a)은 어레이 기판(410) 외면에 차례대로 형성된 코팅형 편광소자(455)와 휘도 향상 필름(460)으로 구성될 수 있다.That is, the lower polarizing plate 450a according to the fourth exemplary embodiment of the present invention may include a coated polarizing element 455 and a brightness enhancing film 460 sequentially formed on the outer surface of the array substrate 410.

이때, 본 발명은 휘도 향상 필름(460)의 낮은 편광도를 광축이 서로 직교인 코팅형 편광소자(455)를 추가하여 향상시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 휘도 향상 필름(460)에 대해 광축이 직교하도록 코팅형 편광소자(455)를 추가함으로써 기존 PVA 연신형 편광판과 같은 편광판으로서 적용이 가능하며, 오히려 재료비가 감소하고 휘도 향상 필름(460)의 사용으로 휘도가 향상되는 효과를 가지게 된다.In this case, the present invention is characterized in that the low polarization degree of the luminance enhancing film 460 is improved by adding a coated polarizing element 455 whose optical axes are orthogonal to each other. That is, by adding the coated polarizing element 455 so that the optical axis is orthogonal to the luminance enhancing film 460, it can be applied as a polarizing plate like the existing PVA stretched polarizing plate, and the material cost is reduced and the luminance enhancing film 460 It has the effect of improving the brightness by using it.

이러한 휘도 향상 필름(460)은 제 1 열가소성 수지와 제 2 열가소성 수지가 교대로 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 구조를 갖는 휘도 향상 필름(460)은 일 예로, 2종류의 수지를 함께 압출하고, 그 압출 필름을 연신하여 제작될 수 있다.The brightness enhancement film 460 may have a multilayer structure in which a first thermoplastic resin and a second thermoplastic resin are alternately stacked. The brightness enhancing film 460 having such a structure may be produced by extruding two types of resin together and stretching the extruded film, for example.

그리고, 전술한 바와 같이 코팅형 편광소자(455)를 휘도 향상 필름(460)의 편광축과 상호 직교되도록 액정패널과 휘도 향상 필름(460) 사이에 개재하게 되면 화이트 휘도가 증가되는 한편, 블랙 휘도의 증가를 최소한도로 억제할 수 있기 때문에 높은 정면 방향의 명암비를 얻을 수 있는 반사형 하부 편광판(450a)을 구현할 수 있게 된다.And, as described above, when the coated polarizing element 455 is interposed between the liquid crystal panel and the luminance enhancing film 460 so as to be mutually orthogonal to the polarization axis of the luminance enhancing film 460, the white luminance increases while the black luminance Since the increase can be suppressed to a minimum, it is possible to implement a reflective lower polarizing plate 450a capable of obtaining a high contrast ratio in the front direction.

즉, 코팅형 편광소자(455)가 휘도 향상 필름(460)에 대해 광축이 서로 직교하도록 구성됨에 따라 블랙 화상을 표시한 경우의 블랙 휘도의 증가를 최소한도로 억제할 수 있게 된다. 따라서, 편광도와 명암비가 향상될 수 있고, 기존의 PVA 연신형 편광판을 대체할 수 있게 된다.That is, since the coated polarizing element 455 is configured such that the optical axes of the luminance enhancing film 460 are orthogonal to each other, an increase in black luminance when a black image is displayed can be minimized. Therefore, the polarization degree and contrast ratio can be improved, and it is possible to replace the existing PVA stretched polarizing plate.

이때, 코팅형 편광소자(455)는 그 하부의 휘도 향상 필름(460)으로부터 입사되는 P-편광된 빛을 일부만 차단하는 역할을 하도록 그 두께 및 염료(dye) 농도, 즉 투과율의 조절이 필요하다.At this time, the coated polarizing element 455 needs to control its thickness and dye concentration, that is, transmittance, so as to partially block the P-polarized light incident from the luminance enhancing film 460 below it. .

이러한 코팅형 편광소자(455)는 어레이 기판(410) 위에 형성된 배향층(455a)과 배향층(455a) 위에 형성된 편광층(455b)으로 구성될 수 있다.The coated polarizing element 455 may include an alignment layer 455a formed on the array substrate 410 and a polarizing layer 455b formed on the alignment layer 455a.

배향층(455a)은 폴리이미드나 폴리아미드로 형성될 수 있다.The alignment layer 455a may be formed of polyimide or polyamide.

편광층(455b)은 호스트 물질과 게스트 물질로 이루어질 수 있다.The polarizing layer 455b may be made of a host material and a guest material.

호스트 물질은 주로 액정성을 나타내는 액정성 고분자나 반응성 액정단량체를 사용할 수 있다. 이때, 반응성 액정단량체는 중합이 가능한 말단기를 포함한 액정물질로서, 액정성을 발현하는 메조겐과 중합이 가능한 단말기를 포함하여 액정상을 갖게 되는 단량체 분자이다.As the host material, a liquid crystal polymer or a reactive liquid crystal monomer may be mainly used. In this case, the reactive liquid crystal monomer is a liquid crystal material including a polymerizable terminal group, and is a monomer molecule that has a liquid crystal phase including a mesogen that exhibits liquid crystallinity and a polymerization terminal.

편광층(455b)이 배향층(455a) 위에 도포, 또는 코팅됨에 따라 호스트 물질이 배향층(455a)에 형성된 미세 홈과 상호 작용하여 배향방향을 따라 배열하게 된다.As the polarization layer 455b is applied or coated on the alignment layer 455a, the host material interacts with the micro grooves formed in the alignment layer 455a to be arranged along the alignment direction.

게스트 물질은 이색성 염료로 이루어질 수 있다. 이색성 염료는 광의 두개의 편광성분 중에서 하나의 성분은 흡수하고 다른 하나의 성분은 투과한다. 이색성 염료로는 요오드계, 안트라퀴논계 프로피린 아조, 비아조, 트리아조 등이 사용될 수 있다.The guest material may consist of a dichroic dye. A dichroic dye absorbs one of the two polarizing components of light and transmits the other. As the dichroic dye, iodine-based, anthraquinone-based propyrin azo, viazo, triazo, and the like may be used.

이색성 염료는 특정 파장영역의 광을 흡수하거나 투과하는데, 2가지 이상의 염료를 사용할 수 있으며, 이러한 염료들의 조합으로 원하는 투과 색상을 갖도록 설계할 수 있다.The dichroic dye absorbs or transmits light in a specific wavelength region, and two or more dyes may be used, and a combination of these dyes may be designed to have a desired transmission color.

이와 같이 구성된 코팅형 편광소자(455)의 총 두께는 바람직하게는 10um 이하가 적당하며, 더 바람직하게는 5um 이하인 것이 적당하다.The total thickness of the coated polarizing element 455 configured as described above is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less.

이때, 휘도 향상 필름(460)은 점착제(미도시)를 통해 코팅형 편광소자(455)에 부착될 수 있다.In this case, the brightness enhancement film 460 may be attached to the coated polarizing element 455 through an adhesive (not shown).

전술한 바와 같이 본 발명은 코팅형 편광소자(455)를 휘도 향상 필름(460)의 편광축과 상호 직교하도록 액정패널과 휘도 향상 필름(460) 사이에 개재하여 반사형 편광판을 구현함으로써 휘도 향상과 동시에 편광도와 명암비가 향상되는 효과를 제공하게 된다.As described above, the present invention implements a reflective polarizing plate by interposing the coated polarizing element 455 between the liquid crystal panel and the brightness enhancing film 460 so as to be orthogonal to the polarization axis of the luminance enhancing film 460 to improve brightness and at the same time. The polarization degree and contrast ratio are improved.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 코팅형 편광소자(455)를 휘도 향상 필름(460) 내에 개재시키거나, 액정패널과 휘도 향상 필름(460) 사이, 즉 휘도 향상 필름(460)의 상측뿐만 아니라 휘도 향상 필름(460)의 하측에도 적용할 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the coated polarizing element 455 is interposed in the brightness enhancement film 460, or between the liquid crystal panel and the brightness enhancement film 460, that is, the upper side of the brightness enhancement film 460 In addition, it can be applied to the lower side of the brightness enhancement film 460.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Although many items are specifically described in the above description, this should be construed as an example of a preferred embodiment rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be determined by the described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents to the claims.

150a,150b,250a,350a,450a,450b : 편광판
155,255,355',355",455 : 코팅형 편광소자
155a,255a,355a',355a" : 배향층
155b,255b,355b',355b" : 편광층
160,260a,260b,360,460 : 휘도 향상 필름150a,150b,250a,350a,450a,450b: Polarizing plate
155,255,355',355",455: coated polarizing device
155a,255a,355a',355a": alignment layer
155b,255b,355b',355b": polarizing layer
160,260a,260b,360,460: brightness enhancement film

Claims (5)

액정패널;
상기 액정패널의 하측에 위치하는 코팅형 편광소자와 상기 코팅형 편광소자의 하측에 부착되는 휘도 향상 필름으로 이루어진 제 1 편광판; 및
상기 액정패널의 상측에 위치하는 제 2 편광판을 포함하며,
상기 코팅형 편광소자의 광축과 상기 휘도 향상 필름의 광축은 서로 직교하고,
상기 제 1 편광판의 상기 코팅형 편광소자는
상기 액정패널의 어레이 기판 위에 직접 형성되고 폴리이미드 또는 폴리아미드로 이루어지며 배향처리 또는 광배향에 의한 일정 방향의 미세 홈을 포함하는 배향층; 및
상기 배향층 위에 배치되는 편광층을 포함하는 액정표시장치.Liquid crystal panel;
A first polarizing plate comprising a coated polarizing element positioned under the liquid crystal panel and a brightness enhancing film attached to a lower side of the coated polarizing element; And
It includes a second polarizing plate positioned on the upper side of the liquid crystal panel,
The optical axis of the coated polarizing element and the optical axis of the brightness enhancing film are orthogonal to each other,
The coated polarizing element of the first polarizing plate is
An alignment layer formed directly on the array substrate of the liquid crystal panel, made of polyimide or polyamide, and including fine grooves in a predetermined direction by alignment treatment or photo-alignment; And
A liquid crystal display device comprising a polarizing layer disposed on the alignment layer. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅형 편광소자는
상기 휘도 향상 필름으로부터 입사되는 P-편광된 빛을 일부만 차단하는 액정표시장치.The method of claim 1, wherein the coated polarizing element is
A liquid crystal display device that partially blocks P-polarized light incident from the brightness enhancement film. 제 2 항에 있어서, 상기 코팅형 편광소자는 10% ~ 50%의 투과율을 가지는 액정표시장치.The liquid crystal display of claim 2, wherein the coated polarizing element has a transmittance of 10% to 50%. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 편광판은 상기 코팅형 편광소자로 이루어지는 액정표시장치.The liquid crystal display device of claim 1, wherein the second polarizing plate comprises the coated polarizing element. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 편광판은
상기 휘도 향상 필름의 하측에 부착되는 보조 코팅형 편광소자를 더 포함하고,
상기 보조 코팅형 편광소자의 광축은 상기 휘도 향상 필름의 광축에 직교하는 액정표시장치.The method of claim 1,
The first polarizing plate is
Further comprising an auxiliary coating-type polarizing element attached to the lower side of the brightness enhancement film,
The optical axis of the auxiliary coating type polarizing element is orthogonal to the optical axis of the brightness enhancement film.
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