KR20030077813A - a liquid crystal display using a compensation film - Google Patents
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Abstract
Description
이 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 보상 필름을 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device using a compensation film.
일반적으로 액정 표시 장치는 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판 사이에 액정을 주입하고, 전극에 가하는 전압의 세기를 조절하여 광 투과량을 조절하는 구조로 되어 있다.In general, a liquid crystal display device has a structure in which a liquid crystal is injected between two substrates on which an electrode is formed, and a light transmission amount is controlled by adjusting the intensity of a voltage applied to the electrode.
이때, 액정은 분자의 장축 방향과 단축 방향으로의 굴절률이 서로 다른 복굴절성을 갖는데, 이 복굴절성에 의해 액정 표시 장치를 보는 위치에 따라 빛이 느끼는 굴절률이 차이가 생기므로 선편광된 빛이 액정을 통과하면서 편광 상태가 바뀔 때 위상차가 생겨 정면에서 벗어난 위치에서 볼 때의 빛의 양과 색특성이 정면에서 볼 경우와는 달라진다. 따라서 액정 물질을 이용하는 액정 표시 장치는 시야각에 따라 대비비(contrast ratio)의 변화, 색상 변이(color shift), 계조 반전(gray inversion) 등의 현상이 발생한다. 특히, 이러한 문제점들은 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 배열은 액정 분자의 장축이 기판과 평행한 상태에서 나선형으로 비틀린 상태이고, 전압이 인가된 상태에서는 액정 분자의 장축이 전기장의 방향을 따라 기판과 수직하게 배열하는 비틀린 네마틱(twisted nematic) 구조를 갖는 액정 표시 장치에서는 심하게 나타난다.In this case, the liquid crystal has birefringence with different refractive indices in the long axis direction and short axis direction of the molecules. The birefringence causes a difference in the refractive index of light depending on the position at which the liquid crystal display device is viewed, so that the linearly polarized light passes through the liquid crystal. However, when the polarization state changes, phase difference occurs, and the amount of light and color characteristics when viewed from a position away from the front are different from those seen from the front. Accordingly, in the liquid crystal display using the liquid crystal material, changes in contrast ratio, color shift, and gray inversion occur according to the viewing angle. In particular, these problems include the arrangement of liquid crystal molecules in a state in which no voltage is applied, the spiral axis of the liquid crystal molecules being parallel to the substrate, and the long axis of the liquid crystal molecules in the state in which the voltage is applied along the direction of the electric field. It is severe in a liquid crystal display having a twisted nematic structure arranged perpendicular to the substrate.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 액정 셀에서 생기는 위상차를 보상해 주는 방법으로 위상차 보상 필름을 사용한 비틀린 네마틱 액정 표시 장치의 기술이개발되었다. 이는 액정 내부에서의 빛의 위상의 변화를 위상차 필름에서 반대 방향으로 보상해 줌으로써 시야각 문제를 해결하는 것이다.In order to solve this problem, a technique of a twisted nematic liquid crystal display using a phase difference compensation film has been developed as a method of compensating for phase difference generated in a liquid crystal cell. This solves the viewing angle problem by compensating for the change of the phase of light inside the liquid crystal in the opposite direction in the retardation film.
그러나, 이와 같은 방법으로 위상차 보상 필름을 이용하여 시야각 특성을 개선하였다고 하더라도 상하 시야각의 변화에 따라 계조 반전이 발생하는 문제점은 여전히 남아 있으며, 상하 시야각에 대하여 휘도 분포가 불균일하게 나타나는 문제점이 있다. 또한, 보상 필름을 적용하더라도 시야각을 개선하기 위해 2 영역으로 액정 분자를 분할 배향하는 경우에는 보상 필름에 의해 위상차가 보상되는 영역은 하나의 영역에 불과하고 나머지 다른 영역에서는 시야각에 따른 대비비, 계조 반전 등이 오히려 더욱 저하되는 문제점이 발생한다.However, even if the viewing angle characteristic is improved by using the phase difference compensation film in this manner, the problem of gray level inversion according to the change of the vertical viewing angle still remains, and there is a problem in that the luminance distribution is uneven with respect to the vertical viewing angle. In addition, even when the compensation film is applied, when the liquid crystal molecules are oriented in two regions in order to improve the viewing angle, only one region in which the phase difference is compensated by the compensation film is compensated. The problem that the reversal is further lowered.
본 발명의 과제는 균일한 휘도 및 높은 대비비를 확보하는 동시에 계조 반전을 최소화할 수 있는 비틀린 네마틱 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a twisted nematic liquid crystal display device capable of minimizing gray scale inversion while ensuring uniform luminance and high contrast ratio.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 콜레스테릭 액정 (cholesteric liquid crystal)의 배향 방향을 도시한 도면이고,FIG. 2 is a diagram illustrating an orientation direction of a cholesteric liquid crystal in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 콜레스테릭 보상 필름의 반사 작용을 구체적으로 도시한 도면이고,3 is a view showing in detail the reflective action of the cholesteric compensation film in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention,
도 4a 및 도 4b는 30%의 반사율을 가지는 콜레스테릭 액정 보상 필름을 포함하는 액정 표시 장치의 시야각 및 계조 반전 특성을 타나내는 그래프이고,4A and 4B are graphs showing viewing angles and gray level inversion characteristics of a liquid crystal display including a cholesteric liquid crystal compensation film having a reflectance of 30%.
도 5a 및 도 5b는 35%의 반사율을 가지는 콜레스테릭 액정 보상 필름을 포함하는 액정 표시 장치의 시야각 및 계조 반전 특성을 타나내는 그래프이고,5A and 5B are graphs illustrating viewing angles and gray level inversion characteristics of a liquid crystal display including a cholesteric liquid crystal compensation film having a reflectance of 35%.
도 6a 및 도 6b는 40%의 반사율을 가지는 콜레스테릭 액정 보상 필름을 포함하는 액정 표시 장치의 시야각 및 계조 반전 특성을 타나내는 그래프이고,6A and 6B are graphs illustrating viewing angles and gray level inversion characteristics of a liquid crystal display including a cholesteric liquid crystal compensation film having a reflectance of 40%.
도 7a 및 도 7b는 50%의 반사율을 가지는 콜레스테릭 액정 보상 필름을 포함하는 액정 표시 장치의 시야각 및 계조 반전 특성을 타나내는 그래프이다.7A and 7B are graphs illustrating viewing angles and gray level inversion characteristics of a liquid crystal display including a cholesteric liquid crystal compensation film having a reflectance of 50%.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는, 비틀린 네마틱 배열의 액정 패널을 이용하고, 콜레스테릭 액정을 포함하여 이루어진 보상 필름을 편광판 밖의 전면에 배치한다.In order to solve this problem, in the present invention, a liquid crystal panel in a twisted nematic arrangement is used, and a compensation film made of a cholesteric liquid crystal is disposed on the entire surface outside the polarizing plate.
여기서, 보상 필름은 편광판을 통과하여 선편광된 빛을 지연시켜 원편광으로 변환시키는 지연층을 포함하는 것이 바람직하다.Here, the compensation film preferably includes a retardation layer for delaying linearly polarized light passing through the polarizing plate and converting it into circularly polarized light.
콜레스테릭 액정층의 액정 분자는 시야각에 대하여 상측 및 하측 방향으로 400-700nm 범위의 피치로 배열되어 있고, 콜레스테릭 보상 필름의 반사율은 10-90%의 범위인 것이 바람직하다.The liquid crystal molecules of the cholesteric liquid crystal layer are arranged at a pitch in the range of 400-700 nm in the upper and lower directions with respect to the viewing angle, and the reflectance of the cholesteric compensation film is preferably in the range of 10-90%.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Next, embodiments of the liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 도시한 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 서로 마주하는 두 기판(100, 200)과 두 기판(100, 200) 사이에 주입되어 있으며 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 물질층(3)과 두 기판(100, 200)의 둘레에 형성되어 있으며 액정 물질층(3)을 봉인하는 봉인재(310)를 포함하는 액정 셀(300)을 가진다. 또한, 액정 셀(300)의 후면에는 후면 편광판(12)이 부착되어 있고, 반대쪽 면에는 전면 편광판(22)이 부착되어 있으며, 액정 셀(300)과 후면 편광판(12) 사이에는 액정 패널에 빛을 공급하는 광원(400)이 장착되어 있으며, 액정 셀(300)과 마주하는 전면 편광판(22) 면에는 콜레스테릭 보상 필름(13)이 부착되어 있다. 이때, 콜레스테릭 보상 필름(13)은 전면 편광판(22)을 통과한 선편광된 빛을 λ/4 지연시켜 원편광으로 변환시키는 지연층(132)과 나선형 구조로 배열된 액정 분자로 이루어진 콜레스테릭 액정층(131)을 포함한다. 여기서, 콜레스테릭 액정층(131)은 액정 분자의 배열 방향에 대하여 임의 각으로 입사하는 빛은 반사시키고 수직으로 입사하는 빛은 투과시키는 성질을 가지며, 액정 분자가 배열되어 있는 피치의 범위에 대응하는 파장대의 빛만을 반사시킨다. 이때, 콜레스테릭 액정층(131)의 액정분자는 입사하는 빛을 시야각에 대하여 상측 및 하측 방향으로 적색, 녹색 및 청색의 빛을 반사시키기 위해 400-700㎚ 범위의 피치로 시야각에 대하여 의 상측 및 하측 방향으로 배열되어 있다. 이에 대해서는 도면을 참조하여 이후에 구체적으로 설명하기로 한다.As shown in FIG. 1, the structure of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention is injected between two substrates 100 and 200 facing each other and two substrates 100 and 200 and has a positive dielectric anisotropy. A liquid crystal cell 300 is formed around the liquid crystal material layer 3 and the two substrates 100 and 200 and includes a sealing material 310 for sealing the liquid crystal material layer 3. In addition, the rear polarizer 12 is attached to the rear of the liquid crystal cell 300, the front polarizer 22 is attached to the opposite side, and the liquid crystal panel 300 is disposed between the liquid crystal cell 300 and the rear polarizer 12. The light source 400 for supplying the light source 400 is mounted, and a cholesteric compensation film 13 is attached to the front polarizer 22 facing the liquid crystal cell 300. In this case, the cholesteric compensation film 13 is a cholester made of a retardation layer 132 for delaying linearly polarized light passing through the front polarizer 22 and converting it into circularly polarized light and a liquid crystal molecule arranged in a spiral structure. And a liquid crystal layer 131. Here, the cholesteric liquid crystal layer 131 has a property of reflecting light incident at an arbitrary angle with respect to the arrangement direction of the liquid crystal molecules and transmitting light incident vertically, corresponding to a range of pitches in which the liquid crystal molecules are arranged. Reflect only light in the wavelength range. At this time, the liquid crystal molecules of the cholesteric liquid crystal layer 131 has an upper side of the cholesteric liquid crystal layer 131 with respect to the viewing angle at a pitch in the range of 400-700 nm in order to reflect red, green, and blue light in the upward and downward directions with respect to the viewing angle. And the lower direction. This will be described in detail later with reference to the drawings.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 액정 셀(300)에서 하부 기판(100)에는 주사 신호를 전달하는 게이트선, 게이트선에 연결되어 있는 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 여기서, 게이트 배선은 상부 기판의 공통 전극에 입력되는 공통 전극 전압 따위의 전압을 외부로부터 인가받는 유지 전극을 포함할 수 있다. 또한, 상부 기판(200)에는 게이트선과 교차하며 화상 신호를 전달하는 데이터선, 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극, 소스 전극과 분리되어 있으며 게이트 전극을 중심으로 소스 전극의 반대쪽에 위치하는 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있다. 또한, 각각의 화소에는 게이트 배선 및 데이터 배선과 전기적으로 연결되어 있는 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터를 통하여 데이터 배선으로부터 화상 신호가 전달되며 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명한 도전 물질 또는 높은 반사율을 가지는 불투명한 도전 물질로 이루어진 화소 전극이 형성되어 있다.In the liquid crystal cell 300 for a liquid crystal display according to the present invention, the lower substrate 100 has a gate line including a gate line for transmitting a scan signal and a gate electrode connected to the gate line. Here, the gate wiring may include a sustain electrode receiving a voltage such as a common electrode voltage input to the common electrode of the upper substrate from the outside. In addition, the upper substrate 200 includes a data line that crosses the gate line and transmits an image signal, a source electrode connected to the data line, and a drain electrode which is separated from the source electrode and located opposite to the source electrode with respect to the gate electrode. An included data wiring is formed. In addition, each pixel transmits an image signal from the data line through the thin film transistor and the thin film transistor electrically connected to the gate wiring and the data wiring, and a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). Alternatively, a pixel electrode made of an opaque conductive material having a high reflectance is formed.
한편 하부 기판(100)과 마주하는 상부 기판(200)에는 순차적으로 배열되어 있는 적, 녹, 청 컬러 필터 및 화소 전극과 마주하는 공통 전극이 형성되어 있다.On the other hand, the upper substrate 200 facing the lower substrate 100 has red, green, and blue color filters sequentially arranged and a common electrode facing the pixel electrode.
여기서, 액정 셀(300)의 액정 분자는 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정 분자의 장축이 기판(100, 200)과 평행한 상태에서 서로 다른 기판(100, 200)에 이르기까지 나선형으로 비틀린 상태의 비틀린 네마틱(twisted nematic) 구조를 가지며, 도면으로 나타나지 않았지만, 전압이 인가된 상태에서 액정 분자는 양성이므로 액정 분자의 장축이 전기장의 방향을 따라 기판(100, 200)과 수직하게 배열하는 다.Here, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 300 are in a spirally twisted state until the long axes of the liquid crystal molecules are in parallel with the substrates 100 and 200 while the voltages are not applied to the different substrates 100 and 200. Although it has a twisted nematic structure and is not shown in the drawing, since the liquid crystal molecules are positive in a state where voltage is applied, the long axes of the liquid crystal molecules are arranged perpendicular to the substrates 100 and 200 along the direction of the electric field.
이때, 액정 분자에 전압이 인가되지 않은 상태에서는 광원(400)으로부터 발광한 빛은 하부 기판(100)에 부착되어 있는 후면 편광판(12)을 통과하여 편광된 빛의 편광은 액정층(3)을 통과하면서 액정 방향자의 비틀림을 따라 회전하게 된다. 액정 분자의 유전율 이방성, 두 기판(100, 200) 사이의 간격이나 액정 분자(3)의 피치 따위를 조절하여 편광이 90° 회전하도록 만들 수 있다. 이 경우, 두 편광판(12, 22)의 투과축이 서로 평행하게 배치되었다면 이 편광된 빛은 상부 기판(200)에 부착되어 있는 전면 편광판(22)에 의해 차단되어 블랙 상태가 구현된다. 두 편광판(12, 22)의 투과축이 서로 직교하도록 배치되었다면, 하부 기판(100)의 편광판(12)을 통과한 빛은 상부 기판(200)의 편광판(22)을 투과하여 화이트 상태가 된다. 물론 액정 분자에 전압이 인가된 상태에서는 하부 기판(100)에 부착되어 있는 후면 편광판(12)을 통과 빛은 편광 방향이 바뀌지 않고 액정층(3)을 통과한다. 여기서, 두 편광판(12, 22)의 투과축이 평행하다면, 이 빛은 상부 기판(200)에 부착되어 있는 편광판(22)을 통과하여 화이트 상태가 구현된다. 두 편광판(12, 22)의 투과축이 직교한다면, 하부 기판(100)의 후면 편광판(12)을 통과한 빛은 상부 기판(200)의 편광판(22)에 의해 차단되어 어두운 상태가 된다.At this time, when no voltage is applied to the liquid crystal molecules, the light emitted from the light source 400 passes through the rear polarizer 12 attached to the lower substrate 100, and the polarized light of the polarized light passes through the liquid crystal layer 3. As it passes, it rotates along the twist of the liquid crystal director. The polarization may be rotated by 90 ° by adjusting the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules, the interval between the two substrates 100 and 200, and the pitch of the liquid crystal molecules 3. In this case, if the transmission axes of the two polarizers 12 and 22 are arranged in parallel with each other, the polarized light is blocked by the front polarizer 22 attached to the upper substrate 200 to realize a black state. If the transmission axes of the two polarizing plates 12 and 22 are arranged to be perpendicular to each other, the light passing through the polarizing plate 12 of the lower substrate 100 passes through the polarizing plate 22 of the upper substrate 200 to be in a white state. Of course, when voltage is applied to the liquid crystal molecules, light passes through the rear polarizer 12 attached to the lower substrate 100 and passes through the liquid crystal layer 3 without changing the polarization direction. Here, if the transmission axes of the two polarizing plates 12 and 22 are parallel, the light passes through the polarizing plate 22 attached to the upper substrate 200 to realize a white state. If the transmission axes of the two polarizing plates 12 and 22 are orthogonal to each other, the light passing through the rear polarizing plate 12 of the lower substrate 100 is blocked by the polarizing plate 22 of the upper substrate 200 and becomes dark.
이어, 전면 편광판(22)을 통과한 선편광된 빛은 콜레스테릭 보상 필름(13)의 지연층(132)을 통과하면서 원편광된 빛으로 바뀌고, 콜레스테릭 액정층(131)을 통과하는 빛 중에서 액정 분자의 배열 방향에 대하여 임의 각으로 입사하는 빛은 액정 분자가 배열되어 있는 피치의 범위인 400-700㎚에 대응하는 파장대의 빛은 반사시키고 액정 분자의 배열 방향에 대하여 수직으로 입사하는 빛은 투과시킨다. 이때, 콜레스테릭 액정층(131)의 액정 분자는 시야각에 대하여 상측 및 하측 방향으로 배열되어 있어 하측으로 입사하는 빛의 일부는 상측으로 반사되고 상측으로 입사하는 빛의 일부는 하측으로 반사된다. 따라서 상측 및 하측의 시야각에서 균일한 휘도 및 높은 대비비를 얻을 수 있으며, 이에 대해서는 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.Subsequently, the linearly polarized light passing through the front polarizing plate 22 is converted into circularly polarized light while passing through the retardation layer 132 of the cholesteric compensation film 13, and the light passing through the cholesteric liquid crystal layer 131. The light incident at an arbitrary angle with respect to the arrangement direction of the liquid crystal molecules reflects light in a wavelength band corresponding to 400-700 nm, which is a range of pitches where the liquid crystal molecules are arranged, and is incident light perpendicularly to the arrangement direction of the liquid crystal molecules. Transmits. In this case, the liquid crystal molecules of the cholesteric liquid crystal layer 131 are arranged in the upper and lower directions with respect to the viewing angle, so that a part of the light incident downward is reflected upward and a part of the light incident upward is reflected downward. Therefore, uniform luminance and high contrast ratio can be obtained at upper and lower viewing angles, which will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 콜레스테릭 액정 (cholesteric liquid crystal)의 배향 방향을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 콜레스테릭 보상 필름의 반사 작용을 구체적으로 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an orientation direction of a cholesteric liquid crystal in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cholesteric compensation in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention. It is a figure which shows the reflection effect of a film specifically.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 콜레스테릭 보상 필름(13) 중에서 콜레스테릭 액정층(131)의 액정 분자(130)는 적색, 녹색 및 청색의 화소에서 각각 시야각에 대하여 상측 및 하측 방향으로 나선형 구조로 길게 배열되어 있다.As shown in FIG. 2, the liquid crystal molecules 130 of the cholesteric liquid crystal layer 131 of the cholesteric compensation film 13 in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention are formed of red, green, and blue pixels. They are arranged in a spiral structure in the upper and lower directions with respect to the viewing angle, respectively.
이때, 도 3에서 보는 바와 같이 콜레스테릭 액정 분자의 배열 방향에 대하여 수직으로 입사하는 빛은 지연층(132)을 통과하여 콜레스테릭 액정층(131)을 통과한다. 하지만, 콜레스테릭 액정 분자의 배열 방향에 대하여 임의의 각(a, b)으로 콜레스테릭 액정층(131)에 입사하는 빛의 일부는 통과하고 콜레스테릭 액정 분자의 피치(400-700nm)에 해당하는 파장대의 빛은 반사된다. 이때, 상측으로 입사하는 빛의 일부는 하측으로 반사되며, 하측으로 입사하는 빛의 일부는 상측으로 반사되고, 이러한 반사 작용은 적색, 녹색 및 청색의 화소에서 균일하게 발생한다. 따라서, 시야각의 상측 및 하측에서 균일한 휘도를 얻을 수 있으며, 넓은 시야각에서 높은 대비비를 확보할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 3, light incident perpendicularly to the arrangement direction of the cholesteric liquid crystal molecules passes through the delay layer 132 and passes through the cholesteric liquid crystal layer 131. However, a part of the light incident on the cholesteric liquid crystal layer 131 at arbitrary angles (a, b) with respect to the arrangement direction of the cholesteric liquid crystal molecules passes, and the pitch of the cholesteric liquid crystal molecules (400-700 nm) Light in the wavelength band corresponding to the reflection is reflected. At this time, a part of the light incident to the upper side is reflected to the lower side, a part of the light incident to the lower side is reflected to the upper side, and this reflecting action occurs uniformly in the red, green and blue pixels. Therefore, uniform luminance can be obtained at the upper side and the lower side of the viewing angle, and a high contrast ratio can be ensured at the wide viewing angle.
여기서, 콜레스테릭 액정의 피치를 400-700nm 범위에서 균일하게 배열되도록 배향하며, 콜레스테릭 보상 필름(13)의 반사율은 10-90%의 범위인 것이 바람직하며, 반사율을 조절하기 위해서는 콜레스테릭 액정의 양을 조절하거나 콜레스테릭 액정층(131)의 두께를 조절할 수 있다.Here, the pitch of the cholesteric liquid crystal is aligned so as to be uniformly arranged in the range of 400-700 nm, the reflectivity of the cholesteric compensation film 13 is preferably in the range of 10-90%, in order to control the reflectance The amount of the lick liquid crystal may be adjusted or the thickness of the cholesteric liquid crystal layer 131 may be adjusted.
다음은 광학적 시뮬레이션을 통하여 콜레스테릭 액정층의 반사율에 대하여 계조 반전이 발생하는 시야각을 측정하였다.Next, through the optical simulation, the viewing angle at which gray level inversion occurs with respect to the reflectance of the cholesteric liquid crystal layer was measured.
실험예Experimental Example
본 발명에 따른 실험예에서는 액정 패널은 실시예에서 설명한 바와 같이 비틀린 네마틱 모드이며, 콜레스테릭 액정층의 반사율을 30%, 35%, 40% 및 50%로 변화시키면서 일곱 계조의 휘도에 대하여 시야각의 변화에 따른 계조 반전 특성을 측정하였다.In the experimental example according to the present invention, the liquid crystal panel is in the twisted nematic mode as described in the embodiment, and the luminance of the seven gray levels is changed while changing the reflectance of the cholesteric liquid crystal layer to 30%, 35%, 40% and 50%. The gray scale reversal characteristic was measured according to the change of viewing angle.
도 4a 및 도 4b는 30%의 반사율을 가지는 콜레스테릭 액정 보상 필름을 포함하는 액정 표시 장치의 시야각 및 계조 반전 특성을 타나내는 그래프이고, 도 5a및 도 5b는 35%의 반사율을 가지는 콜레스테릭 액정 보상 필름을 포함하는 액정 표시 장치의 시야각 및 계조 반전 특성을 타나내는 그래프이고, 도 6a 및 도 6b는 40%의 반사율을 가지는 콜레스테릭 액정 보상 필름을 포함하는 액정 표시 장치의 시야각 및 계조 반전 특성을 타나내는 그래프이고, 도 7a 및 도 7b는 50%의 반사율을 가지는 콜레스테릭 액정 보상 필름을 포함하는 액정 표시 장치의 시야각 및 계조 반전 특성을 타나내는 그래프이다. 여기서, 그래프의 가로축은 시야각이며, 세로축은 휘도이다.4A and 4B are graphs showing viewing angles and gray level inversion characteristics of a liquid crystal display including a cholesteric liquid crystal compensation film having a reflectance of 30%, and FIGS. 5A and 5B are cholesters having a reflectance of 35%. 5A and 6B are graphs showing viewing angles and gray level inversion characteristics of a liquid crystal display including a liquid crystal compensation film, and FIGS. 6A and 6B are viewing angles and gray levels of a liquid crystal display including a cholesteric liquid crystal compensation film having a reflectance of 40%. 7A and 7B are graphs showing viewing angles and gray level inversion characteristics of a liquid crystal display including a cholesteric liquid crystal compensation film having a reflectance of 50%. Here, the horizontal axis of the graph is a viewing angle, and the vertical axis is luminance.
일반적으로 본 발명에 따른 콜레스테릭 보상 필름을 사용하지 않는 경우에는 계조 반전이 25-35。의 범위에서 발생하며 상측 및 하측의 휘도가 불규칙하고 휘도의 감소 또는 증가가 급격하게 나타나지만, 도 4a 내지 도 7b에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 콜레스테릭 보상 필름을 사용하는 경우에 계조 반전이 발생하는 시야각은 45-75。의 범위로 양호하게 측정되었으며, 상측 및 하측 시야각에 대하여 휘도도 대칭적으로 균일하게 측정되었으며, 휘도의 변화 또한 완만하게 측정되었다. 이때, 상측 시야각에서는 45-65。의 범위에서, 하측 시야각은 65-75。의 범위에서 계조 반전이 발생하는 것으로 측정되었으며, 콜레스테릭 보상 필름의 반사율이 30%인 경우에 계조 반전이 발생하는 상측 및 하측 시야각은 각각 48。 및 73。이고, 콜레스테릭 보상 필름의 반사율이 35%인 경우에 계조 반전이 발생하는 상측 및 하측 시야각은 각각 46。 및 70。이고, 콜레스테릭 보상 필름의 반사율이 40%인 경우에 계조 반전이 발생하는 상측 및 하측 시야각은 각각 47。 및 70。이고, 콜레스테릭 보상 필름의 반사율이 50%인 경우에 계조 반전이 발생하는 상측 및 하측 시야각은 각각 63。 및 656。인 것으로 측정되었다.In general, when the cholesteric compensation film according to the present invention is not used, gradation inversion occurs in the range of 25-35 °, and the upper and lower luminances are irregular, and the decrease or increase of the luminance appears sharply. As shown in FIG. 7B, when using the cholesteric compensation film according to the present invention, the viewing angle at which grayscale inversion occurs was well measured in the range of 45 to 75 °, and the luminance was symmetrically with respect to the upper and lower viewing angles. It was measured uniformly and the change in brightness was also measured gently. At this time, in the upper viewing angle, the gray scale inversion was measured in the range of 45 to 65 degrees and the lower viewing angle was in the range of 65 to 75 degrees, and the gray scale inversion occurred when the reflectance of the cholesteric compensation film was 30%. The upper and lower viewing angles are 48 ° and 73 °, respectively, and when the reflectance of the cholesteric compensation film is 35%, the upper and lower viewing angles at which gray level inversion occurs are 46 ° and 70 °, respectively, and the cholesteric compensation film is When the reflectance is 40%, the upper and lower viewing angles at which the gray scale inversion occurs are 47 ° and 70 °, respectively, and when the cholesteric compensation film has the reflectance at 50%, the upper and lower viewing angles at which the gray scale inversion occurs are 63, respectively. And 656 °.
이와 같이 본 발명에서는 비틀린 네마틱 방식의 액정 표시 장치에서 콜레스테릭 보상 필름을 이용함으로써 상측 및 하측에서 균일한 휘도를 얻을 수 있으며, 완만한 휘도 변화를 얻을 수 있다. 또한, 높은 대비비를 확보하는 동시에 상측 및 하측에서 발생하는 계조 반전에 대한 시야각을 넓게 확보할 수 있다.As described above, in the present invention, by using the cholesteric compensation film in the twisted nematic liquid crystal display device, uniform luminance can be obtained at the upper side and the lower side, and gentle luminance change can be obtained. In addition, while ensuring a high contrast ratio, it is possible to secure a wide viewing angle for the gray level inversion generated from the upper side and the lower side.
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KR1020020016728A KR20030077813A (en) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | a liquid crystal display using a compensation film |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110071046A (en) * | 2009-12-20 | 2011-06-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
US9562999B2 (en) | 2013-10-30 | 2017-02-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Optical film comprising first and second semi-transmissive films configured to transmit a linearly polarized light component and reflect a circularly polarized light component and display apparatus including the optical film |
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2002
- 2002-03-27 KR KR1020020016728A patent/KR20030077813A/en not_active Application Discontinuation
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