KR20070024785A - Liquid-crystal display - Google Patents
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- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/40—Materials having a particular birefringence, retardation
Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다.1 is a perspective view of a VA-LCD cell including a film layer according to Example 1 of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다.2 is a perspective view of a VA-LCD cell including a film layer according to Example 2 of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다.3 is a perspective view of a VA-LCD cell including a film layer according to Example 3 of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다.4 is a perspective view of a VA-LCD cell including a film layer according to Example 4 of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예 5에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다.5 is a perspective view of a VA-LCD cell including a film layer according to Example 5 of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예 6에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다.6 is a perspective view of a VA-LCD cell including a film layer according to Example 6 of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예 7에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD 셀의 사시도이다.7 is a perspective view of a VA-LCD cell including a film layer according to Example 7 of the present invention.
도 8는 400nm 파장에서 제 2위상차 필름의 두께방향의 위상차 값과 550nm파 장에서 제 2위상차 필름의 두께방향의 위상차 값의 비(R-C,400/R-C,550)와 550nm 파장에서 VA-LCD 셀의 두께 방향의 위상차 값 (RVA ,550)의 관계를 도시한 그래프이다.8 is a ratio (R -C, 400 / R -C, 550 ) of the retardation value in the thickness direction of the second retardation film at 400 nm wavelength and the retardation value in the thickness direction of the second retardation film at 550 nm wavelength and at 550 nm wavelength. It is a graph showing the relationship between the phase difference values (R VA , 550 ) in the thickness direction of the VA-LCD cell.
도 9은 본 발명의 실시예 1 내지 4에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD셀에 모든 동경 각에서 0°~80°범위의 경사 각에 대하여 백색광을 사용했을 때의 콘트라스트 비를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.FIG. 9 is a simulation result of contrast ratio when white light is used for a tilt angle in a range of 0 ° to 80 ° at all the mirror angles in a VA-LCD cell including the film layers according to Examples 1 to 4 of the present invention. It is a graph.
도 10은 본 발명의 실시예 1 내지 4에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD셀에 45°동경 각에서 0°~80°범위의 경사 각을 2°간격으로 변경하면서, 백색광을 사용했을 때의 암(black) 상태에 대한 색 변화를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.10 is a white light is used in the VA-LCD cell including the film layer according to Examples 1 to 4 of the present invention, while changing the inclination angle in the range of 0 ° to 80 ° from 2 ° intervals at a 45 ° Tokyo angle. This is a graph that simulates the color change of the black state.
도 11은 본 발명의 실시예 5 내지 8에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD셀에 모든 동경 각에서 0°~80°범위의 경사 각에 대하여, 백색광을 사용했을 때의 콘트라스트 비를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다. FIG. 11 is a simulation of contrast ratio when white light is used for a tilt angle in a range of 0 ° to 80 ° at all Tokyo angles in a VA-LCD cell including the film layers according to Examples 5 to 8 of the present invention. The result graph.
도 12는 본 발명의 실시예 5 내지 8에 의한 필름층을 포함하는 VA-LCD셀에 45°동경 각에서 0°~80°범위의 경사 각을 2°간격으로 변경하면서, 백색광을 사용했을 때의 암(black)상태에 대한 색 변화를 시뮬레이션 한 결과 그래프이다.12 is a white light is used in the VA-LCD cell including the film layer according to Examples 5 to 8 of the present invention, while changing the inclination angle in the range of 0 ° to 80 ° from 2 ° intervals at a 2 ° interval. This is a graph showing the simulation of the color change of the black state of the black.
* 도면의 부호에 대한 설명 *Explanation of symbols in the drawings
100 : 편광판100: polarizer
110 : 상기 100의 편광판과 수직인 흡수축을 가지는 편광판110: polarizing plate having an absorption axis perpendicular to the polarizing plate of 100
200 : 수직배향 패널200: vertical alignment panel
300 : A-Plate300: A-Plate
310 : 상기 300의 A-Plate와 수직인 흡수축을 가지는 A-Plate310: A-Plate having an absorption axis perpendicular to A-Plate of 300
400 : -C-Plate400: -C-Plate
본 발명은 액정표시장치(liquid-crystal display; 이하 LCD라 칭함)에 있어서, 광시야각 특성이 개선된 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having improved wide viewing angle characteristics in a liquid-crystal display (hereinafter referred to as LCD).
본 발명은 액정표시장치(liquid-crystal display, LCD), 구체적으로는 음 또는 양의 유전율 이방성을 갖는 액정으로 채워진 수직 배향 액정표시장치(Vertically aligned liquid-crystal display, VA-LCD)의 암 상태의 칼라 변화를 최소화시켜 정면과 경사각에서의 광시야각 특성을 개선하기 위해 A-Plate와 -C-Plate를 이용한 필름층을 갖는 수직 배향 액정표시장치(이하, "VA-LCD" 한다)에 관한 것이다.The present invention relates to the dark state of a liquid crystal display (LCD), specifically a vertically aligned liquid-crystal display (VA-LCD) filled with liquid crystals having negative or positive dielectric anisotropy. The present invention relates to a vertically aligned liquid crystal display device (hereinafter referred to as "VA-LCD") having a film layer using A-Plate and -C-Plate to minimize color change and improve wide viewing angle characteristics at front and inclined angles.
최근 평판 디스플레이 분야에서 가장 널리 이용되고 있는 액정표시장치(LCD)의 가장 큰 약점 중의 하나는 바로 시야각이 좁다는 것인데, 액정표시장치에서 시야각에 따라 영상이 다르게 보이는 이유는 첫째 액정의 이방성으로 인한 문제와 둘째 편광판의 불완전성을 들 수 있다.One of the biggest weaknesses of liquid crystal displays (LCDs), which are widely used in the field of flat panel displays, is that the viewing angle is narrow. The reason why the image looks different depending on the viewing angle of the liquid crystal display device is the problem due to the anisotropy of the liquid crystal. And second, the imperfection of the polarizer.
이러한 액정표시장치의 약점 중의 하나인 광시야각을 개선해주기 위해서는 완전히 어두운 상태(DARK STATE)와 균일한 휘도(BRIGHTNESS)가 요구되며, 특히 TN 모드와는 달리 액정의 초기 배향을 수직 방향으로 하는 VA-LCD의 경우에 시야각 특성을 저하시키는 문제점으로 크게 두가지를 들 수 있는데, 그 첫 번째는 직교 편광판의 시야각 의존성을 들 수 있고, 두 번째로는 VA-LCD패널의 복굴절 특성의 시야각 의존성을 들 수 있다.In order to improve the wide viewing angle, which is one of the weak points of the liquid crystal display, a completely dark state and uniform brightness are required. In particular, unlike the TN mode, the VA- which has the initial orientation of the liquid crystal in the vertical direction is used. In the case of LCD, there are two major problems of deteriorating the viewing angle characteristics. The first is the viewing angle dependence of the orthogonal polarizer, and the second is the viewing angle dependency of the birefringence characteristic of the VA-LCD panel. .
이러한 요구들과 문제점들에 따라서 액정표시장치의 광시야각을 개선하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 그 구체적인 개선 방법으로는 각도에 따른 Δnd(복굴절과 시편 간격의 곱) 변화로 인한 좁은 시야각을 보상해주는 시야각 보상 필름을 사용하는 방법과, 화소를 여러 개의 도메인으로 나누어 시야각을 향상시키는 다중 도메인(MULTIDOMAIN) 방식 등이 이용되고 있다.According to these requirements and problems, various attempts have been made to improve the wide viewing angle of the liquid crystal display, and the specific improvement method is to compensate for the narrow viewing angle due to the change of Δnd (the product of birefringence and specimen spacing) according to the angle. A multi-domain (MULTIDOMAIN) method of dividing a pixel into multiple domains and improving a viewing angle is used.
시야각 보상 필름을 사용하여 VA-LCD의 광시야각을 개선하는 구체적인 예로서, 전압이 인가되지 않은 상태에서 VA-LCD의 암상태(DARK STATE)를 보상하기 위해 -C-Plate 보상필름(면방향중 X 축 방향 굴절율을 nx, Y축 방향 굴절율을 ny, Z축 방향 굴절율을 nz라 할 때, nx=ny > nz)을 사용하는 VA-LCD가 US 4,889,412에서 공개된 바 있으나, -C-Plate 보상필름만을 포함하는 VA-LCD는 완전한 보상이 이루어지지 않기 때문에 경사각에서 빛의 누설이 발생되는 단점이 있었다.As a specific example of improving the wide viewing angle of the VA-LCD using the viewing angle compensation film, a -C-Plate compensation film (in the plane direction) is used to compensate for the dark state of the VA-LCD without voltage applied. A VA-LCD using n x = n y > n z ) is disclosed in US Pat. No. 4,889,412 when the x- axis refractive index is n x , the y-axis refractive index is n y , and the Z-axis refractive index is n z . , VA-LCD containing only -C-Plate compensation film has the disadvantage that light leakage occurs at the inclination angle because it is not completely compensated.
그리고, -C-Plate 보상필름과 A-Plate 보상필름을 포함하는 보상필름에 대한 예는 US 6,141,075에서 제시되어 종래에 비해 전압이 인가되지 않은 상태의 VA-LCD의 암상태(DARK STATE) 보상이 더욱 잘 이루어지도록 하였으나, 이 경우에도 암상 태(DARK STATE)에서 경사각 70 도에서의 최소 콘트라스트는 20:1에 불과하므로, 보다 완벽한 시야각 보상을 위해서는 정면과 경사각에서의 콘트라스트를 개선하고 아울러 암 상태에서의 칼라의 변화 개선이 필요한 상태였다.In addition, an example of a compensation film including a -C-Plate compensation film and an A-Plate compensation film is shown in US Pat. No. 6,141,075. In this case, however, the minimum contrast at 70 degrees of inclination at DARK STATE is only 20: 1, so that the contrast at front and inclination angles can be improved to improve the viewing angle. The change of the color of the state was in need of improvement.
본 발명은 VA-LCD의 정면과 경사각에서 높은 콘트라스트 특성을 얻을 수 있고 경사각에서 암 상태의 색변화를 최소화시킴으로써, VA-LCD의 시야각 특성을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can obtain high contrast characteristics at the front and inclination angles of a VA-LCD and to improve the viewing angle characteristics of a VA-LCD by minimizing the color change of the dark state at the inclination angle. .
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 액정 표시장치에 있어서, 2장의 상, 하부 유리기판; 상기 2장의 유리기판 사이에 위치하는, 2장의 서로 직교하는 흡수축을 가지는 편광판; 유전율 이방성이 음 또는 양의 값을 가지고, 상기 2장의 편광판의 사이에 위치하는 수직배향 패널; 하기 수학식 1의 조건을 만족하고, 상기 2장의 편광판의 사이에 위치하며, 인접한 편광판의 흡수축과는 광축이 수직으로 위치하는 A-Plate로서, 가시광의 범위 내에서 파장이 증가할수록 위상차 값이 역 파장분산특성을 가지면서 증가하는 A-Plate; 및 하기 수학식 2의 조건을 만족하고, 상기 2장의 편광판의 사이에 위치하며, 인접한 편광판의 흡수축과는 광축이 수직으로 위치하는 -C-Plate; 로 이루어진 군으로부터 1 이상 선택된, +값의 위상차 보상특성을 가지는 필름층으로서 하기 수학식 3의 조건을 만족하며, 상기 수직배향 패널의 액정분자의 방향자가 상기 2장의 유리기판 사이에서 전압이 인가되지 않은 상태에서 75~90도의 프리틸트각을 가지는 필름층; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징 으로 하는 액정 표시장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal display device comprising: two upper and lower glass substrates; A polarizing plate having two absorption axes orthogonal to each other, positioned between the two glass substrates; A vertical alignment panel having a negative or positive dielectric anisotropy and positioned between the two polarizing plates; It is an A-Plate that satisfies the condition of Equation 1 below, and is located between the two polarizing plates, and the optical axis is perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizing plate, and the phase difference value increases as the wavelength increases within the visible light range. A-Plate increases with reverse wavelength dispersion; And -C-Plate satisfying the condition of Equation 2 below, positioned between the two polarizing plates, and having an optical axis perpendicular to an absorption axis of an adjacent polarizing plate; A film layer having a + value retardation compensation characteristic, selected from the group consisting of 1 or more, satisfies the condition of Equation 3 below, and the director of the liquid crystal molecules of the vertical alignment panel does not apply a voltage between the two glass substrates. A film layer having a pretilt angle of 75 to 90 degrees in a non-state state; It provides a liquid crystal display comprising a.
(상기 nx는 필름의 면상에서의 x축방향의 굴절율이며, 상기 ny는 필름의 면상에서의 y축방향의 굴절율이며, 상기 nz는 필름의 두께방향의 굴절율이다)(Wherein n x is the refractive index in the x-axis direction on the plane of the film, n y is the refractive index in the y-axis direction on the plane of the film, and n z is the refractive index in the thickness direction of the film)
(상기 nx는 필름의 면상에서의 x축방향의 굴절율이며, 상기 ny는 필름의 면상에서의 y축방향의 굴절율이며, 상기 nz는 필름의 두께방향의 굴절율이다)(Wherein n x is the refractive index in the x-axis direction on the plane of the film, n y is the refractive index in the y-axis direction on the plane of the film, and n z is the refractive index in the thickness direction of the film)
(상기 R-C는 -C-Plate의 위상차 값이며, 상기 RVA는 수직배향패널의 위상차 값이다)(The R -C is a phase difference value of -C-Plate, the R VA is a phase difference value of the vertical alignment panel)
상기 프리틸트각은 87~90도. 더욱 바람직하기로는 89~90도일 수 있다.The pretilt angle is 87 to 90 degrees. More preferably, it may be 89-90 degrees.
상기 수직배향 패널의 액정층의 위상차 값은 550nm 파장에서 80nm ∼ 400nm, 더욱 바람직하기로는 80nm~300nm일 수 있다. The retardation value of the liquid crystal layer of the vertical alignment panel may be 80 nm to 400 nm, more preferably 80 nm to 300 nm at a wavelength of 550 nm.
전압 인가 시 상기 수직배향 패널의 액정분자의 방향자(director)는 상기 편광판의 흡수축과 45도를 이룰 수 있다. When voltage is applied, the director of the liquid crystal molecules of the vertical alignment panel may form 45 degrees with the absorption axis of the polarizer.
400nm, 550nm, 700nm 파장에서 상기 A-Plate의 각각의 위상차 값 RA ,400, RA,550, RA ,700 은, 하기 수학식 4 및 수학식 5의 조건을 만족할 수 있다. Retardation values R A , 400 , R A, 550 , R A , 700 of the A-Plate at wavelengths of 400 nm, 550 nm, and 700 nm may satisfy the conditions of Equations 4 and 5 below.
550nm파장에서 상기 -C-Plate의 두께 방향의 위상차 값은 -100nm∼-400nm 범위의 값을 가질 수 있다. At 550 nm wavelength, the retardation value in the thickness direction of the -C-Plate may have a value ranging from -100 nm to -400 nm.
상기 -C-Plate의 400nm, 550nm에서의 상대적인 위상차 값(R-C,400/R-C,550)은 상기 수직배향 패널의 상대적인 위상차 값 보다 크고, 550nm, 700nm에서의 상대적인 위상차 값(R-C,700/R-C,550)은 수직배향 패널의 상대적인 위상차 값보다 작을 수 있다.Relative retardation values (R -C, 400 / R -C, 550 ) at 400nm and 550nm of the -C-Plate are greater than the relative retardation values of the vertical alignment panel, and relative retardation values (R - at 550nm and 700nm). C, 700 / R -C, 550 may be smaller than the relative phase difference value of the vertical alignment panel.
상기 -C-Plate의 400nm, 550nm에서의 두께 방향의 상대적인 위상차 값(R-C,400/R-C,550)은 1.1∼1.3 범위의 값을 가지며, 550nm, 700nm에서의 두께 방향의 상대적인 위상차 값(R-C,700/R-C,550)은 0.8 ~ 0.9의 범위를 가질 수 있다.The relative phase difference value (R -C, 400 / R -C, 550 ) in the thickness direction at 400 nm and 550 nm of -C-Plate has a value ranging from 1.1 to 1.3, and the relative phase difference in the thickness direction at 550 nm and 700 nm. The value R -C, 700 / R -C, 550 may range from 0.8 to 0.9.
상기 A-Plate가 550nm 파장에서 130nm~200nm, 더욱 바람직하기로는 130nm∼160nm 범위의 위상차 값을 가질 수 있다.The A-Plate may have a phase difference value of 130 nm to 200 nm, more preferably 130 nm to 160 nm at a wavelength of 550 nm.
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 1 내지 도 7에는 본 발명에 의해 구현될 수 있는 VA-LCD를 예시하고 있으며, 흡수축이 서로 직교하는 두 개의 편광판(100, 110), 상기 두 편광판 사이에 배치되는 수직배향패널(200), 상기 두 편광판과 수직배향패널 사이에 배치되는 필름층으로 VA-LCD 셀을 구성하고, 상기 필름층은 하나 이상의 A-Plate(300, 310) 및 -C-Plate(400)을 포함하는 구조를 갖는다. 여기서 상기 편광판은 고유한 두께방향의 위상차 값을 갖는 TAC(triacetate cellulose) 보호필름을 갖거나 두께방향의 위상차 값을 갖지 않는 다른 보호필름을 포함하여 구성될 수 있다.1 to 7 illustrate a VA-LCD that can be implemented by the present invention, two
도 1 내지 4는 A-Plate(300 또는 310)와 -C-Plate(400)을 각각 한 개씩 사용하여 수직배향패널(200)과 서로 직교하는 두 개의 상, 하부 편광판(100, 110) 사이에 배치하여 3-8㎛의 셀 갭을 유지하도록 구성한 실시예 1 내지 4에 의한 VA-LCD 셀의 구조로서, 도 1은 A-Plate(300)을 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 배치하고 -C-Plate(400)을 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 배치한 것을 예시하고 있으며, 여기서 상기 A-Plate(300)의 광축은 상기 하부 편광판(100)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다. 1 to 4 show the
도 2는 실시예 2의 형태로서, A-Plate(310)을 수직배향패널(200)과 상부 편 광판(110) 사이에 배치하고 -C-Plate(400)을 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 배치한 것을 예시하고 있으며, 여기서 상기 A-Plate(310)의 광축은 상기 상부 편광판(110)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다. FIG. 2 is a form of Embodiment 2, wherein the
도 3은 실시예 3의 형태로서, A-Plate(310)와 -C-Plate(400)를 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 연달아 배치한 것을 예시하고 있으며, 여기서 상기 A-Plate(310)의 광축은 상기 상부 편광판(110)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다. FIG. 3 illustrates a form of Embodiment 3 in which
도 4는 실시예 4의 형태로서, 상기 도 3의 A-Plate(310)와 -C-Plate(400)의 위치를 바꾸어 상기 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 연달아 배치한 것을 예시하고 있으며, 여기서 상기 A-Plate(310)의 광축은 상기 상부 편광판(110)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다. 4 is a form of Embodiment 4, in which the positions of the A-Plate 310 and the -C-
도 5 및 6은 A-Plate(310, 300) 두 개와 -C-Plate(400) 한 개를 사용하여 수직배향패널(200)과 서로 직교하는 두 개의 상, 하부 편광판(110, 100) 사이에 각각 배치하여 3-8㎛의 셀 갭을 유지하도록 구성한 실시예 5 및 6에 의한 VA-LCD셀의 구조를 나타내고 있다. 5 and 6 show the
도 5는 실시예 5의 형태로서, A-Plate(300)를 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 배치하고 A-Plate(310)와 -C-Plate(400)를 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 연달아 배치한 것을 예시하고 있으며, 여기서 상기 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 배치된 A-Plate(300)은 그 광축이 하부 편광판(100)의 흡수축에 수직하게 배치되고, 상기 수직배향패널(200)과 상부 편광 판(110) 사이에 배치된 A-Plate(310)은 그 광축이 상기 상부 편광판(110)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다. 5 is a form of Embodiment 5, wherein the
도 6은 실시예 6의 형태로서, A-Plate(310)를 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 배치하고 A-Plate(300)와 -C-Plate(400)를 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 연달아 배치한 것을 예시하고 있으며, 여기서 상기 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 배치된 A-Plate(310)는 그 광축이 상부 편광판(110)의 흡수축에 수직하게 배치되고, 상기 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 배치된 A-Plate(300)는 그 광축이 상기 하부 편광판(100)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다. FIG. 6 shows a form of Embodiment 6 in which an
도 7은 A-Plate(310, 300) 두 개와 -C-Plate(400) 두 개를 사용하여 수직배향패널(200)과 서로 직교하는 두 개의 상, 하부 편광판(110, 100) 사이에 각각 배치하여 3-8㎛ 의 셀 갭을 유지하도록 구성한 실시예 7에 의한 VA-LCD셀의 구조로서, A-Plate(300)와 -C-Plate(400)을 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 연달아 배치하고 A-Plate(310)과 또 다른 -C-Plate(400)을 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 연달아 배치한 것을 예시하고 있다. 여기서 상기 수직배향패널(200)과 하부 편광판(100) 사이에 배치된 A-Plate(300)은 그 광축이 하부 편광판(100)의 흡수축에 수직하게 배치되고, 상기 수직배향패널(200)과 상부 편광판(110) 사이에 배치된 A-Plate(310)는 그 광축이 상기 상부 편광판(110)의 흡수축에 수직하게 배치되어 있다. 7 is disposed between the
도 8는 본 발명에 의한 필름층에 적용된 -C-Plate의 400nm파장에서 두께방 향의 위상차 값과 550nm파장에서 두께방향의 위상차 값의 비(R-C(400)/R-C(550))와 550nm 파장에서 VA-LCD 셀의 두께 방향의 위상차 값(RVA (550))의 관계를 도시한 그래프이다. 8 is a ratio of the phase difference value in the thickness direction at 400 nm wavelength of -C-Plate applied to the film layer according to the present invention and the phase difference value in the thickness direction at 550 nm wavelength (R -C (400) / R -C (550) ) And a phase difference value (R VA 550) in the thickness direction of the VA-LCD cell at a wavelength of 550 nm.
본 발명에 따른 수직배향패널과 -C-Plate의 두께방향의 위상차 값의 총합(RVA + R-C > 0)은 항상 양의 값을 가지는 바, 상기 VA-LCD의 보상에 필요한 -C-Plate의 두께 방향의 위상차 값(R-C,550)은 아래의 식으로부터 구할 수 있다.The sum of the phase difference values in the thickness direction of the vertical alignment panel and the -C-Plate (R VA + R -C > 0) according to the present invention always has a positive value, which is required to compensate for the VA-LCD. The phase difference value (R -C, 550 ) in the thickness direction of the plate can be obtained from the following equation.
RVA (550) + R-C(550) = 100 ~ 130㎚(평균 115㎚)R VA (550) + R -C (550) = 100 to 130 nm (115 nm average)
여기서, RVA (550) = (d△n550)VA은 550nm파장에서 수직배향 패널의 두께방향의 위상차 값이며, R-C(550)은 550nm 파장에서 -C-Plate의 두께 방향의 위상차 값이다.Here, R VA (550) = (dΔn 550 ) VA is a phase difference value in the thickness direction of the vertically aligned panel at a wavelength of 550 nm, and R -C (550) is a phase difference value in the thickness direction of -C-Plate at a wavelength of 550 nm. to be.
-C-Plate의 위상차 값에 대하여, 필요한 파장분산값 (△nλ/△n550)-C은 다음 식으로 계산할 수 있다.Regarding the phase difference value of -C-Plate, the required wavelength dispersion value (Δn λ / Δn 550 ) -C can be calculated by the following equation.
(△nλ/△n550)VA ×RVA (550) + (△nλ/△n550)-C ×R-C(550) = 115㎚ (△ n λ / △ n 550 ) VA × R VA (550) + (△ n λ / △ n 550) -C × R -C (550) = 115㎚
여기서, (△nλ/△n550)VA는 VA-LCD의 두께방향의 위상차 값이다.Here, ( Δnλ / Δn550 ) VA is a phase difference value in the thickness direction of the VA-LCD.
특히, 임의의 파장(λ= 400㎚)에 대하여,In particular, for any wavelength (λ = 400 nm),
(△n400/△n550)VA ×RVA (550) + (△n400/△n550)-C ×R-C(550) = 115㎚ (△ n 400 / △ n 550 ) VA × R VA (550) + (△ n 400 / △ n 550) -C × R -C (550) = 115㎚
RVA (550)에 대한 -C-Plate의 두께 방향의 위상차 값 R-C(400)/R-C(550)= (△n400/△n550)- C 의 상대 값을 계산한 결과는 상기 도 8에 나타냈다.Retardation value in a thickness direction of the -C-Plate for R VA (550) R -C ( 400) / R -C (550) = (△ n 400 / △ n 550) - the result of calculating a relative value of C is It is shown in FIG.
상기 A-Plate의 면상에서의 위상차 값 Rλ= 0.25 ×λ에 대한 최적 조건은 무색특성을 갖는 λ/4 위상차 필름(Achromatic Quarter Wave Film)이 되어야 한다.The optimum condition for the retardation value R λ = 0.25 × λ on the plane of the A-Plate should be a λ / 4 retardation film (Achromatic Quarter Wave Film) having colorless properties.
따라서, 상대적인 위상차 값은,Therefore, the relative phase difference value is
R400/R550= 400/550 = 0.727, R700/R550= 700/550 = 1.273이다.R 400 / R 550 = 400/550 = 0.727, R 700 / R 550 = 700/550 = 1.273.
상기 본 발명에 의한 VA-LCD의 필름층은 다음과 같은 특성을 갖는다.The film layer of the VA-LCD according to the present invention has the following characteristics.
필름의 면상에서의 굴절율(nx,ny)과 두께방향의 굴절율(nz)이 nx > ny = nz인 A-Plate, 또는 nx = ny > nz인 -C-Plate 중에서 적어도 한 개 이상으로 이루어지는 필름층을 상기 수직배향패널과 상, 하부 편광판 사이에 배치하여 +값의 위상차 보상특성을 갖는 VA-LCD셀을 구성하되, 상기 A-Plate는 가시광 범위 안에서 파장이 증가할수록 위상차 값이 증가하는 역 파장분산(reversed wavelength dispersion)특성을 갖고 그 광 축(Optical Axis)이 인접한 편광판의 흡수축과 수직으로 배치되며, 상기 -C-Plate와 수직배향패널을 포함하는 두께 방향의 위상차 값의 총합(R-C + RVA)이 가시광의 범위 안에서 일정한 50nm∼150nm 범위의 양의 값을 갖는다.A-Plate, in which the refractive index (n x , n y ) on the plane of the film and the refractive index (n z ) in the thickness direction are n x > n y = n z , or -C-Plate with n x = n y > n z Among them, at least one film layer is disposed between the vertical alignment panel and the upper and lower polarizing plates to form a VA-LCD cell having a phase difference compensation characteristic of + value, wherein the A-Plate has an increased wavelength within the visible light range. Reversed wavelength dispersion characteristic that the phase difference value increases as the optical axis is arranged perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizer, the thickness direction including the -C-Plate and the vertical alignment panel The sum of the phase difference values (R -C + R VA ) has a positive value in the range of 50 nm to 150 nm, which is constant within the range of visible light.
그리고 전압이 인가되지 않은 상태에서의 상기 수직배향패널의 액정분자의 방향자는 상기 수직배향패널의 상, 하부 유리기판 사이에서, 75 ∼ 90도 범위의 프리틸트각(pretilt angle)을 가질 수 있으며, 바람직하게는 상기 프리틸트 각이 87 ~ 90도이거나, 상기 프리틸트 각이 89 ~ 90도 인 값이다.The liquid crystal molecules of the vertical alignment panel in a state in which no voltage is applied may have a pretilt angle in the range of 75 to 90 degrees between upper and lower glass substrates of the vertical alignment panel. Preferably, the pretilt angle is 87 to 90 degrees, or the pretilt angle is 89 to 90 degrees.
또한 상기 수직배향패널에 형성되는 액정층의 위상차 값이 550nm 파장에서 80nm ∼ 400nm 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게는 상기 수직배향패널에 형성되는 액정층의 위상차 값이 550nm 파장에서 80nm ~ 300nm 값을 갖는 것이다. In addition, the phase difference value of the liquid crystal layer formed on the vertical alignment panel may have a range of 80 nm to 400 nm at a wavelength of 550 nm, preferably the phase difference value of the liquid crystal layer formed on the vertical alignment panel has a value of 80 nm to 300 nm at a wavelength of 550 nm. To have.
그리고 상기 수직배향패널에 주입된 액정의 러빙방향은 상기 편광판의 흡수축과 45도를 이룬다.And the rubbing direction of the liquid crystal injected into the vertical alignment panel forms 45 degrees with the absorption axis of the polarizing plate.
상기 A-Plate는 550nm 파장에서 130 ~ 200nm이하의 위상차 값을 가지며, 바람직하게는 상기 A-Plate가 550nm파장에서 130 ∼ 160nm 범위의 위상차 값을 갖는 것이다. The A-Plate has a phase difference value of 130 to 200 nm or less at a wavelength of 550 nm, and preferably, the A-Plate has a phase difference value of 130 to 160 nm at a wavelength of 550 nm.
또한 상기 A-Plate는 두 파장 400nm, 550nm에서 두께 방향의 위상차 값의 비(RA,400/RA,550)가 0.6∼0.9 범위이고, 두 파장 700nm, 550nm에서 상대적인 두께 방향의 위상차 값의 비(RA ,700/RA ,550)가 1.1∼1.5 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the A-Plate has a ratio (R A, 400 / R A, 550 ) of thickness in the direction of thickness at two wavelengths of 400 nm and 550 nm in a range of 0.6 to 0.9, and a phase difference in the relative thickness direction at two wavelengths of 700 nm and 550 nm. It is preferable to use a ratio (R A , 700 / R A , 550 ) in the range of 1.1 to 1.5.
또한 상기 -C-Plate는 550nm 파장에서 -100nm ~ -400nm 범위의 두께 방향의 위상차 값을 갖는 것으로서, 상기 -C-Plate의 두 파장 400nm, 550nm에서의 상대적인 위상차 값(R-C,400/R-C,550)은 상기 수직배향패널의 상대적인 위상차 값 보다 크고, 두 파장 550nm, 700nm에서의 상대적인 위상차 값 (R-C,700/R-C,550)은 수직배향패널의 상대적인 위상차 값보다 작은 것, 특히 상기 -C-Plate의 두 파장 400nm, 550nm에서의 두께 방향의 상대적인 위상차 값(R-C,400/R-C,550)은 1.1∼1.3 범위의 값을 가지며 두 파장 550nm, 700nm에서의 두께 방향의 상대적인 위상차 값(R-C,700/R-C,550)은 0.8 ~ 0.9의 범위를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. In addition, the -C-Plate has a phase difference value in the thickness direction in the range of -100 nm to -400 nm at a wavelength of 550 nm, and the relative phase difference values of the two wavelengths of the -C-Plate at 400 nm and 550 nm (R -C, 400 / R -C, 550 is greater than the relative phase difference value of the vertical alignment panel, and the relative phase difference value (R -C, 700 / R -C, 550 ) at the two wavelengths of 550 nm and 700 nm is smaller than the relative phase difference value of the vertical alignment panel. In particular, the relative phase difference value (R -C, 400 / R -C, 550 ) in the thickness direction at the two wavelengths 400nm and 550nm of the -C-Plate has a value in the range of 1.1 to 1.3, and at the two wavelengths of 550nm and 700nm. Relative phase difference value (R -C, 700 / R -C, 550 ) in the thickness direction of is preferably used in the range of 0.8 ~ 0.9.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 각 실시예를 통해 얻을 수 있는 시뮬레이션 결과를 예시하고 있으며, 도 9과 도 11에는 모든 동경 각(azimuth angle)에서 0°~ 80°범위의 경사각을 2°간격으로 변경하면서 백색광을 사용했을 때 상기 본 발명의 각 실시예의 VA-LCD로부터 얻을 수 있는 콘트라스트 비 값의 시뮬레이션 결과를, 도 10 및 도 13에는 45°동경 각에서 본 발명의 각 실시예의 VA-LCD에 대한 암 상태의 시뮬레이션 결과를 색좌표로 각각 나타내고 있다. 9 to 12 illustrate simulation results that can be obtained through each embodiment of the present invention, and FIGS. 9 and 11 show tilt angles ranging from 0 ° to 80 ° at 2 ° intervals at all azimuth angles. The simulation results of the contrast ratio values obtained from the VA-LCDs of the respective embodiments of the present invention when white light is used while changing them to are shown in FIG. 10 and FIG. The simulation result of the dark state with respect to is shown by the color coordinate, respectively.
이상의 본 발명에 의한 액정표시장치의 위상차 보상특성을 다음의 각 실시예 1 내지 7을 통해 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해 제공되는 것으로 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.The retardation compensation characteristic of the liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to Examples 1 to 7 below. However, the present invention is provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to these examples.
[실시예 1 내지 3][Examples 1-3]
도 1 내지 3에 나타낸 순서로 각각 VA-LCD를 제작하였으며, 여기에 사용된 수직배향패널은 3㎛ 셀 갭을 갖는 수직배향패널을 사용하였다. 프리틸트각은 89°, 유전율 이방성은 △ε= -4.9, 굴절율 이방성은 △n = 0.0979, 파장 분산특성 △n400/△n550 = 1.0979인 VA-LCD를 사용하였다.VA-LCDs were manufactured in the order shown in FIGS. 1 to 3, and the vertical alignment panels used herein used a vertical alignment panel having a 3 μm cell gap. A VA-LCD having a pretilt angle of 89 °, a dielectric anisotropy of Δε = -4.9, a refractive index anisotropy of Δn = 0.0979 and a wavelength dispersion characteristic of Δn 400 / Δn 550 = 1.0979 was used.
따라서, 수직배향패널의 두께방향의 위상차 값은 RVA (550) = 297㎚이다. Therefore, the retardation value in the thickness direction of the vertical alignment panel is R VA (550) = 297 nm.
-C-Plate는 액정필름으로 제작하였으며, 두께방향의 위상차 값은 R-C(550) = -190㎚이며, 파장 분산특성은 R-C(400)/R-C(550) = 1.31이다.The -C-Plate was made of a liquid crystal film, and the retardation value in the thickness direction was R -C (550) = -190 nm, and the wavelength dispersion characteristic was R -C (400) / R -C (550) = 1.31.
A-Plate는 경화된 네마틱 액정으로 제작하였으며, 면상(in-plane)에서의 위상차 값은 RA (550) = 145㎚이며, 파장 분산 특성은 RA (400)/RA (550) = 0.72이다.A-Plate was made of cured nematic liquid crystal, and the retardation value in in-plane was R A (550) = 145 nm and the wavelength dispersion characteristic was R A (400) / R A (550) = 0.72.
모든 동경 각(azimuth angle)에서 0°~80°범위의 경사각에 대한 콘트라스트 비를 시뮬레이션한 결과를 도 9에 나타냈으며, 45°동경각에서 0°~ 80°범위의 경사각에 대하여 VA-LCD 암 상태에 대한 시뮬레이션을 xy 색좌표로 표현한 결과를 도 10에 나타냈다.The simulation results of the contrast ratio for the inclination angle in the range of 0 ° to 80 ° at all azimuth angles are shown in FIG. 9, and the VA-LCD arm for the inclination angle in the range of 0 ° to 80 ° at 45 ° east angle. The result of having expressed the simulation about the state by the xy color coordinate is shown in FIG.
[실시예 4]Example 4
도 4에 나타낸 순서로 VA-LCD를 제작하였으며, 여기에 사용된 수직배향패널은 4㎛ 셀 갭을 가지는 수직배향패널을 사용하였다.A VA-LCD was manufactured in the order shown in FIG. 4, and the vertical alignment panel used herein used a vertical alignment panel having a 4 μm cell gap.
프리틸트각 89°, 유전율 이방성 △ε= -4.9, 굴절율 이방성 △n = 0.0979이고, 파장 분산특성이 △n400/△n550 = 1.0979인 VA-LCD를 사용하였다. A VA-LCD having a pretilt angle of 89 °, dielectric anisotropy Δε = -4.9, refractive index anisotropy Δn = 0.0979 and a wavelength dispersion characteristic of Δn 400 / Δn 550 = 1.0979 was used.
따라서, 수직배향패널의 두께 방향의 위상차 값은 RVA (550) = 396㎚이다. Therefore, the retardation value in the thickness direction of the vertical alignment panel is R VA (550) = 396 nm.
-C-Plate는 액정으로 제작되었으며, 두께 방향의 위상차 값은 R-C(550) = -279㎚을 사용했다. -C-Plate의 파장 분산특성은 R-C(400)/R-C(550) = 1.21이다.-C-Plate was made of liquid crystal, and the retardation value in the thickness direction was R -C (550) = -279 nm. The wavelength dispersion characteristic of -C-Plate is R -C (400) / R -C (550) = 1.21.
A-Plate는 경화된 네마틱 액정을 사용했으며, 면상(in-plane)에서의 위상차 값은 RA (550) = 147㎚를 사용했다. A-Plate의 파장 분산특성은 RA (400)/RA (550) = 0.72이다.A-Plate used a cured nematic liquid crystal and a phase difference value in in-plane used R A (550) = 147 nm. The wavelength dispersion characteristic of A-Plate is R A (400) / R A (550) = 0.72.
모든 동경 각(azimuth angle)에서 0°~80°범위의 경사각에 대한 콘트라스트 비를 시뮬레이한 결과를 도 9에 나타냈으며, 45° 동경각에서 0°~ 80°범위의 경사각에 대하여 VA-LCD 암 상태에 대한 시뮬레이션을 xy 색좌표로 표현한 결과를 도 10에 나타냈다.The results of simulating the contrast ratio for the inclination angle in the range of 0 ° to 80 ° at all azimuth angles are shown in FIG. 9, and the VA-LCD for the inclination angle in the range of 0 ° to 80 ° at 45 ° east angle. The results of expressing the simulation of the cancer state in xy color coordinates are shown in FIG. 10.
[실시예 5 내지 6][Examples 5 to 6]
도 5 내지 6에 나타낸 순서로 각각 VA-LCD를 제작하였으며, 도 5 및 6에 나타낸 VA-LCD는 3㎛ 셀 갭을 갖는 수직배향패널을 포함하고 있다. 프리틸트 각은 89°이며, 유전율 이방성 △ε= -4.9, 굴절율 이방성 △n = 0.0979이고, 파장 분산특성 (△n400/△n550)VA = 1.0979인 액정을 사용했다.The VA-LCDs were manufactured in the order shown in FIGS. 5 to 6, respectively, and the VA-LCDs shown in FIGS. 5 and 6 include a vertical alignment panel having a 3 μm cell gap. Pre-tilt angle is 89 °, a dielectric anisotropy △ ε = -4.9, a refractive index anisotropy △ n = 0.0979, and the wavelength dispersion property (△ n 400 / △ n 550 ) was used in the liquid crystal VA = 1.0979.
따라서, 수직배향패널의 두께 방향의 위상차 값 RVA (550) = 297㎚이다.Therefore, the retardation value R VA (550) = 297 nm in the thickness direction of the vertical alignment panel.
-C-Plate는 액정필름으로 제작되며, 두께방향의 위상차 값은 R-C(550) = -130㎚이며, 파장 분산특성은 R-C(400)/R-C(550) = 1.31이다. -C-Plate is made of a liquid crystal film, the retardation value in the thickness direction is R -C (550) = -130nm, the wavelength dispersion characteristic is R -C (400) / R -C (550) = 1.31.
두 장의 A-Plate는 경화된 액정필름으로 제작되었으며, 면상(in-plane)에서의 위상차 값은 각각 RA (550) = 90㎚이다. A-Plate의 파장 분산특성은 RA (400)/RA (550) = 0.72이다.Two sheets of A-Plate were made of a cured liquid crystal film, and the retardation value in in-plane was R A (550) = 90 nm, respectively. The wavelength dispersion characteristic of A-Plate is R A (400) / R A (550) = 0.72.
모든 동경 각(azimuth angle)에서 0°~ 80° 범위에 콘트라스트 비를 시뮬레이션 한 결과를 도 11에 나타냈으며, 45° 동경 경사 각에서 VA-LCD 암 상태에 대한 시뮬레이션을 xy 색좌표로 표현한 결과를 도 12에 나타냈다.The results of simulation of the contrast ratio in the range of 0 ° to 80 ° at all azimuth angles are shown in FIG. 11, and the results of xy color coordinates of the simulation of the VA-LCD arm state at 45 ° Tokyo inclination angle. Shown at 12.
[실시예 7]Example 7
도 7에 나타낸 VA-LCD는 3㎛ 셀 갭을 갖는 수직배향패널을 포함하고 있다. 프리틸트 각(Pretilt Angle)은 89°이며, 유전율 이방성은 △ε= -4.9 , 굴절율 이방성은 △n = 0.0979, 파장 분산특성은 △n400/△n550 = 1.0979인 액정을 사용했다.The VA-LCD shown in FIG. 7 includes a vertical alignment panel having a 3 μm cell gap. The pre-tilt angle is 89 ° (Pretilt Angle), the dielectric anisotropy is △ ε = -4.9, a refractive index anisotropy △ n = 0.0979, wavelength dispersion property was used for the liquid crystal △ n 400 / △ n 550 = 1.0979.
따라서, VA-패널의 두께 방향의 위상차 값은 RVA (550) = 297㎚이다.Therefore, the retardation value in the thickness direction of the VA-panel is R VA (550) = 297 nm.
두 장의 -C-Plate는 액정 필름으로 제작되었으며, 두께 방향의 위상차 값은 R-C(550) = -65㎚이며, 파장 분산특성은 R-C(400)/R-C(550) = 1.31이다. Two sheets of -C-Plate were made of liquid crystal film, and the retardation value in the thickness direction was R -C (550) = -65nm and the wavelength dispersion characteristic was R -C (400) / R -C (550) = 1.31 to be.
두 장의 A-Plate는 경화된 액정필름으로 제작되었으며, 면상(in-plane)에서의 위상차 값은 각각 RA (550) = 90㎚이고, 파장 분산특성은 RA (400)/RA (550) = 0.72이다. Two sheets of A-Plate were made of cured liquid crystal film. The retardation value in in-plane was R A (550) = 90 nm and the wavelength dispersion was R A (400) / R A (550 ) = 0.72.
모든 동경 각(azimuth angle)에서 0°~ 80°범위의 경사각에 대한 콘트라스트 비를 시뮬레이션한 결과를 도 11에 나타냈으며, 45°동경 경사 각에서 VA-LCD 암 상태에 대한 시뮬레이션을 xy 색좌표로 표현한 결과를 도 12에 나타냈다.The results of simulation of the contrast ratio for tilt angles ranging from 0 ° to 80 ° at all azimuth angles are shown in FIG. 11, and simulations of VA-LCD arm states at 45 ° tilt angles are expressed in xy color coordinates. The results are shown in FIG.
상기 도 9 및 도 11에 의하면, 본원발명에 의한 액정표시장치의 경우에는 모든 동경각에서 높은 콘트라스트 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었으며, 상기 도 10 및 도 12에 의하면, 본원발명에 의한 액정표시장치의 경우에는 경사각에서의 암상태의 색변화가 최소화되는 것을 확인할 수 있었다.9 and 11, in the case of the liquid crystal display device according to the present invention, it was confirmed that the display panel had high contrast characteristics at all angles of view. According to FIGS. 10 and 12, the liquid crystal display device according to the present invention was used. In this case, it was confirmed that the color change of the dark state at the inclination angle is minimized.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 액정표시장치는 경사각에서의 완전한 암(dark) 상태 보상이 가능하며, 암(dark) 상태, 명(white) 상태 및 RGB 상태에서 색 변화를 최소화시켜 시야각 특성이 향상된 액정표시장치를 제공하는 유용한 발명인 것이다.As described above, the liquid crystal display according to the present invention can completely compensate for the dark state at the inclination angle, and minimize the color change in the dark state, the white state, and the RGB state to reduce the viewing angle characteristics. It is a useful invention to provide this improved liquid crystal display device.
상기의 본 발명은 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형 및 수정이 가능함은 물론이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to the described embodiments, various modifications and changes are possible by those skilled in the art within the scope and spirit of the present invention, as well as such modifications and modifications belong to the appended claims. It is natural.
Claims (12)
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