KR20100022919A - Twist nematic liquid crystal display with wideviewing - Google Patents

Twist nematic liquid crystal display with wideviewing Download PDF

Info

Publication number
KR20100022919A
KR20100022919A KR1020090071649A KR20090071649A KR20100022919A KR 20100022919 A KR20100022919 A KR 20100022919A KR 1020090071649 A KR1020090071649 A KR 1020090071649A KR 20090071649 A KR20090071649 A KR 20090071649A KR 20100022919 A KR20100022919 A KR 20100022919A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
polarizing plate
rubbing direction
crystal display
refractive index
Prior art date
Application number
KR1020090071649A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김봉춘
손영섭
곽호익
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Publication of KR20100022919A publication Critical patent/KR20100022919A/en

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE: A twist nematic liquid crystal display with wide view is provided to enable the implementation of vivid colors and wide view and to facilitate mass production by a roll to toll process. CONSTITUTION: A twist nematic liquid crystal display with wide view includes a first polarizer(10), a second polarizer(20), and a liquid crystal cell(30). Absorption axes(12,22) of the first polarizer cross at right angles and phase difference films(14,24) of the first polarizer are arranged to be crossed with the absorption axis of a polarizer adjacent to a ground axis. Absorption axes of the second polarizer cross at right angles and phase difference films of the second polarizer are arranged to be crossed with the absorption axis of a polarizer adjacent to a ground axis. The liquid crystal cell is composed in order than the rubbing direction of liquid crystal is parallel to the absorption axis of an adjacent polarizer.

Description

광시야각을 갖는 트위스트네마틱 모드 액정표시장치{TWIST NEMATIC LIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH WIDEVIEWING}Twist nematic mode liquid crystal display with wide viewing angle {TWIST NEMATIC LIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH WIDEVIEWING}

본 발명은 빛샘 방지를 통해 광시야각 확보가 가능하고 선명한 색감을 갖는 트위스트네마틱 모드 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a twist nematic mode liquid crystal display device capable of securing a wide viewing angle by preventing light leakage and having a vivid color.

액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 대중적인 화상표시장치로 널리 사용되고 있다. 그러나 이의 여러 우수한 특성에도 불구하고 좁은 시야각이 대표적인 단점으로 지적되고 있다. 이에 위상차 필름 등과 같은 기능성 광학필름을 적용시킨 광시야각 기술이 등장했고, 초기에 등장한 트위스트네마틱(TN) 모드에서 기능성 광학필름을 사용하지 않고도 어느 정도의 시야각을 확보할 수 있는 새로운 액정모드들이 제시되었다.Liquid crystal display (LCD) is widely used as a popular image display device. However, despite its many excellent features, a narrow viewing angle is pointed out as a representative disadvantage. Therefore, wide viewing angle technology using functional optical film such as retardation film has emerged, and new liquid crystal modes that can secure a certain viewing angle without using functional optical film in twisted nematic (TN) mode, which appeared in the early stage, are presented. It became.

액정표시장치는 액정셀의 양 바깥쪽에 빛을 편광시키기 위한 편광판이 필요하고, 편광판은 일반적으로 편광자를 중심으로 양면에 보호필름이 위치하며 액정셀 쪽은 시야각을 보상하기 위해 위상차 필름 등의 기능성 필름이 추가로 사용된다. 최근에 위상차 필름은 시야각 보상의 역할 뿐만 아니라 보호필름의 역할까지 수행한다.LCDs require polarizers to polarize light on both sides of the liquid crystal cell, and polarizers generally have protective films on both sides of the polarizer, and functional films such as retardation films to compensate for viewing angles. This is used in addition. Recently, the retardation film plays a role not only of viewing angle compensation but also of protective film.

한편 TN모드 액정표시장치는 전압을 인가하지 않은 상태에서는 액정이 90° 꼬여있는 형태를 가지고, 전압을 인가하는 경우에는 상하 기판 사이에 액정이 수직으로 배향하게 된다. 그러나, 전압이 인가되더라도 기판에 가까이 위치한 액정은 액정기판에 대해 수직으로 배향되지 못하는 액정들이 존재한다. 수직으로 배향되지 못하는 액정은 암(BLACK)을 표시할 때 사면(斜面)에서 화상의 품질을 떨어뜨리는 가장 큰 이유가 된다. 암(BLACK)을 표시할 때 기판에 가까이 위치한 수직으로 배향되지 않는 액정을 보상하기 위해서 편광자의 보호필름으로 쓰이는 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 위에 디스코틱 형상의 액정이 코팅된 필름을 사용한다. 이러한 디스코틱 액정은 한 쪽 방향으로 틸트각(Tilt Angle)을 가진다.In the TN mode liquid crystal display, the liquid crystal is twisted by 90 ° when no voltage is applied. When the voltage is applied, the liquid crystal is vertically aligned between the upper and lower substrates. However, even though a voltage is applied, liquid crystals positioned near the substrate are not aligned vertically with respect to the liquid crystal substrate. Liquid crystals that are not vertically aligned are the biggest reason for degrading the image quality on the slope when displaying the black. In order to compensate for liquid crystals that are not vertically oriented close to the substrate when displaying the black (BLACK), a film coated with a discotic liquid crystal is coated on a triacetyl cellulose (TAC) used as a protective film of the polarizer. Such discotic liquid crystals have a tilt angle in one direction.

그러나, TN모드 액정표시장치는 디스코틱 액정을 틸트시키는 것만으로는 완벽한 암(Black) 상태의 구현은 불가능하다. 또한 현실적으로 디스코틱 액정의 배향각과 틸트각을 균일하게 제조한다는 것이 어렵고 제조 비용이 높다. 디스코틱 액정의 배향각과 틸트각의 균일성이 유지되지 못하면 액정표시장치의 정면 대비비(CR;Contrast Ratio)에 악영향을 주게 된다.However, the TN mode liquid crystal display cannot realize a perfect black state only by tilting the discotic liquid crystal. In addition, in reality, it is difficult to uniformly manufacture the alignment angle and tilt angle of the discotic liquid crystal and the manufacturing cost is high. If the uniformity of the alignment angle and the tilt angle of the discotic liquid crystal is not maintained, it may adversely affect the front contrast ratio (CR) of the liquid crystal display.

본 발명은 제1편광판, 제2편광판 및 액정셀을 포함하는 트위스트네마틱 모드 액정표시장치에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)에 의해 액정의 정확한 구동 방향을 파악하여 위상차 필름의 광학특성을 설계하고, 위상차 필름의 지상축 방향, 액정셀의 두께 방향의 최대 위상차값 및 액정의 배향방향을 일정하게 조절하여 광시야각 확보와 동시에 선명한 색감을 갖는 트위스트네마틱 모드 액정표시장치를 제공한다.The present invention is to design the optical characteristics of the retardation film by grasping the correct driving direction of the liquid crystal by the Poincare Sphere in a twisted nematic mode liquid crystal display including a first polarizing plate, a second polarizing plate and a liquid crystal cell, The present invention provides a twisted nematic mode liquid crystal display device having a clear viewing color at the same time as securing a wide viewing angle by constantly adjusting the slow retardation direction of the retardation film, the maximum retardation value in the thickness direction of the liquid crystal cell, and the alignment direction of the liquid crystal.

본 발명은 각각 위상차 필름, 편광자 및 보호필름의 순으로 적층된 제1편광판과 제2편광판 및 액정셀을 포함하는 트위스트네마틱 모드 액정표시장치로서, 제1편광판과 제2편광판의 각 편광자의 흡수축은 서로 직교하고, 제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 정면 위상차값(R0)이 50 내지 150㎚이고 굴절률비(NZ)가 1<NZ≤5이며, 지상축이 인접한 편광자의 흡수축과 서로 직교하게 배치되며, 액정셀은 전압인가 시 입사각이 60°이하일 때 액정셀의 두께방향의 정중앙에서 한 쪽 기판까지의 최대 위상차값이 300nm 이하이며, 액정의 러빙방향이 각각 인접한 편광자의 흡수축과 서로 평행하도록 구성된 트위스트네마틱 모드 액정표시장치를 제공한다.The present invention is a twisted nematic mode liquid crystal display device comprising a first polarizing plate, a second polarizing plate, and a liquid crystal cell stacked in the order of a retardation film, a polarizer, and a protective film, respectively, and absorbs each polarizer of the first polarizing plate and the second polarizing plate. The axes are orthogonal to each other, and each retardation film of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a front retardation value R0 of 50 to 150 nm, a refractive index ratio NZ of 1 <NZ≤5, and an absorption axis of adjacent polarizers. Disposed at right angles to each other, the liquid crystal cell has a maximum retardation value of 300 nm or less from the center of the liquid crystal cell in the thickness direction of the liquid crystal cell to one substrate when the incident angle is 60 ° or less, and the rubbing direction of the liquid crystal absorbs adjacent polarizers, respectively. Provided is a twisted nematic mode liquid crystal display device configured to be parallel to one another on an axis.

본 발명에 따른 트위스트네마틱 모드 액정표시장치는 광시야각 확보와 동시에 선명한 색감 구현이 가능하며 롤 투 롤 공정에 의해 대량 생산이 용이하다.Twisted nematic mode liquid crystal display device according to the present invention is capable of realizing a wide viewing angle and at the same time a vivid color and easy to mass production by a roll-to-roll process.

본 발명은 제1편광판, 제2편광판 및 액정셀을 포함하는 트위스트네마틱 모드 액정표시장치에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)에 의해 액정의 정확한 구동 방향을 파악하여 위상차 필름의 광학특성을 설계하고, 위상차 필름의 지상축 방향, 액정셀의 두께 방향의 최대 위상차값 및 액정의 배향방향을 일정하게 조절함으로써, 빛샘 방지를 통해 광시야각 확보가 가능하고 선명한 색감을 갖도록 개선된 트위스트네마틱 모드 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention is to design the optical characteristics of the retardation film by grasping the correct driving direction of the liquid crystal by the Poincare Sphere in a twisted nematic mode liquid crystal display including a first polarizing plate, a second polarizing plate and a liquid crystal cell, Twist nematic mode liquid crystal display improved to ensure wide viewing angle and clear color by controlling light retardation direction, maximum retardation value of liquid crystal cell thickness direction, and alignment direction of liquid crystal constantly. It is about.

본 발명의 트위스트네마틱 모드 액정표시장치의 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The configuration of the twisted nematic mode liquid crystal display device of the present invention will be described in detail as follows.

각각 위상차 필름, 편광자 및 보호필름의 순으로 적층된 제1편광판과 제2편광판 및 액정셀을 포함한다. 제1편광판과 제2편광판의 각 편광자의 흡수축은 서로 직교한다.And a first polarizing plate, a second polarizing plate, and a liquid crystal cell, respectively, stacked in the order of retardation film, polarizer, and protective film. The absorption axes of the polarizers of the first polarizing plate and the second polarizing plate are perpendicular to each other.

제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 정면 위상차값(R0)이 50 내지 150㎚이고 굴절률비(NZ)가 1<NZ≤5이다. 또한 제1편광판과 제2편광판의 위상차 필름은 지상축이 인접한 편광자의 흡수축과 서로 직교하게 배치되도록 한다.Each of the retardation films of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a front retardation value R0 of 50 to 150 nm and a refractive index ratio NZ of 1 <NZ≤5. In addition, the retardation film of the first polarizing plate and the second polarizing plate is such that the slow axis is disposed perpendicular to each other and the absorption axis of the adjacent polarizer.

액정셀은 전압인가 시 입사각이 60°이하일 때 액정셀의 두께방향의 정중앙에서 한 쪽 기판까지의 최대 위상차값이 300nm 이하이다. 또한 액정의 러빙방향이 각각 인접한 편광자의 흡수축과 서로 평행하게 구성되도록 한다.The liquid crystal cell has a maximum phase difference value of 300 nm or less from the center of the thickness direction of the liquid crystal cell to one substrate when the incident angle is 60 ° or less when voltage is applied. In addition, the rubbing direction of the liquid crystal is configured to be parallel to each other and the absorption axis of the adjacent polarizer.

제1편광판과 제2편광판은 필요한 광학 특성을 만족시킬 수 있는 여러 종류의 광학층이 편광자 상에 적층된 것일 수 있다. 광학층은 하드코팅층, 반사방지층, 점착방지층(anti-sticking), 확산방지층 및 눈부심방지층 배향액정층 등이 사용될 수 있다.The first polarizing plate and the second polarizing plate may be formed by stacking various kinds of optical layers on a polarizer capable of satisfying required optical properties. As the optical layer, a hard coating layer, an antireflection layer, an anti-sticking layer, an anti-diffusion layer, an anti-glare layer alignment liquid crystal layer, or the like may be used.

본 발명에 따른 위상차 필름의 광학특성 설계는 액정의 정확한 구동 방향을 파악하는 것이 선행되어야 한다. TN 액정셀의 액정방향은 암(BLACK) 상태에서 액정셀을 두께방향에 대해 다수의 층으로 나누고 각 층의 액정방향을 3차원으로 표현한다. 액정방향을 3 차원으로 표현하기 위해서는 TN 액정셀에 전압을 인가한 상태에서 입사각을 변화시키고 위상차를 측정하여 계산된 값을 이용한다.The optical characteristic design of the retardation film according to the present invention should be preceded by grasping the correct driving direction of the liquid crystal. The liquid crystal direction of the TN liquid crystal cell divides the liquid crystal cell into a plurality of layers with respect to the thickness direction in a dark state and expresses the liquid crystal direction of each layer in three dimensions. In order to express the liquid crystal direction in three dimensions, a value calculated by changing an incident angle and measuring a phase difference while a voltage is applied to the TN liquid crystal cell is used.

본 발명에 따른 액정셀은 액정의 러빙방향이 각각 인접한 편광자의 흡수축과 서로 평행하도록 구성된다. 편광자의 흡수축은 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때, 0 내지 180°에 위치하도록 설계된다.The liquid crystal cell according to the present invention is configured such that the rubbing directions of the liquid crystals are parallel to the absorption axes of adjacent polarizers, respectively. The absorption axis of the polarizer is designed to be positioned at 0 to 180 degrees when the counterclockwise direction is made to the positive (+) direction with respect to the right horizontal direction on the viewing side.

일례로 하기 도 3, 도 4, 도 5 및 6은 여러 방향에서 TN 액정셀의 위상차를 측정한 결과값을 기초로 하여 액정의 방향을 계산한 것이다. 액정의 방향은 액정의 유전율, 탄성계수 및 점성도 등에 영향을 받는다.3, 4, 5 and 6, for example, the directions of the liquid crystals are calculated based on the result of measuring the phase difference of the TN liquid crystal cell in various directions. The direction of the liquid crystal is influenced by the dielectric constant, elastic modulus and viscosity of the liquid crystal.

도 3은 전압이 인가된 상태에서 액정셀을 두께방향으로 40층으로 나누었을 때 각 층의 틸트각(Tilt Angle)을 나타낸 것이다. 틸트각(Tilt Angle)은 도 7과 같이 액정의 장축 방향이 기판의 면과 이루는 각도이다. 틸트각은 도 8의 Z축을 두께방향으로 하는 좌표계에서 90-θ값과 일치한다.FIG. 3 shows a tilt angle of each layer when the liquid crystal cell is divided into 40 layers in the thickness direction while a voltage is applied. The tilt angle is an angle in which the long axis direction of the liquid crystal forms the surface of the substrate as shown in FIG. 7. The tilt angle coincides with a 90-θ value in the coordinate system in which the Z axis in FIG. 8 is in the thickness direction.

도 4, 5 및 도 6은 전압이 인가된 상태에서 액정의 방향각을 나타낸 것이다. 방향각은 틸트각(Tilt Angle)이 양(+)인 방향이 기준이며 도 7에서 Φ와 일치한다.4, 5 and 6 show the direction angle of the liquid crystal in the state where a voltage is applied. The direction angle refers to a direction in which the tilt angle is positive (+), and corresponds to Φ in FIG. 7.

도 4는 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -45°, 시인측 액정의 러빙방향이 45°가 되도록 설계된 액정의 방향각을 나타낸 것이다. 도 4와 같은 액정의 방향각을 갖는 TN 액정셀을 포함하는 액정표시장치는 시인측에서 볼 때 좌우(수평) 방향으로 광시야각 확보가 가능하다. 백라이트쪽 액정의 러빙방향과 시인쪽 액정의 러빙방향은 각각의 기판에서 제일 가까운 액정의 방향을 나타낸다.FIG. 4 illustrates a liquid crystal designed so that the rubbing direction of the liquid crystal on the backlight side is -45 ° and the rubbing direction of the liquid crystal on the viewer side is 45 ° when the counterclockwise direction is positive (+) based on the horizontal direction on the right side of the viewer. It shows the direction angle. The liquid crystal display device including the TN liquid crystal cell having the direction angle of the liquid crystal as shown in FIG. 4 can secure a wide viewing angle in the left and right (horizontal) directions when viewed from the viewer side. The rubbing direction of the backlight-side liquid crystal and the rubbing direction of the viewer-side liquid crystal indicate the direction of the liquid crystal closest to each substrate.

또한 액정의 방향각이 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 45°, 시인측 액정의 러빙방향이 -45°가 되도록 설계되거나, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 135°, 시인측 액정의 러빙방향이 -135°가 되도록 설계되거나, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -135°, 시인측 액정의 러빙방향이 135°가 되도록 설계된 TN 액정셀을 포함하는 액정표시장치도 시인측에서 볼 때 좌우(수평) 방향으로 광시야각 확보가 가능하다.In addition, the direction of the liquid crystal is designed such that the rubbing direction of the liquid crystal at the backlight side is 45 ° and the rubbing direction of the liquid crystal at the viewing side is -45 °, or the rubbing direction of the liquid crystal at the backlight side is 135 °, and the rubbing direction of the liquid crystal at the viewing side is -135 °. A liquid crystal display including a TN liquid crystal cell designed to be °, or designed such that the rubbing direction of the backlight-side liquid crystal is -135 ° and the rubbing direction of the viewer-side liquid crystal is 135 °, is also viewed in the left-right (horizontal) direction when viewed from the viewer side. It is possible to secure a wide viewing angle.

도 5는 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 45°, 시인측 액정의 러빙방향이 135°가 되도록 설계된 액정의 배향각을 나타낸 것이다. 도 6은 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -135°, 시인측 액정의 러빙방향이 -45°가 되도록 설계된 액정의 배향각을 나타낸 것이다.5 is an orientation of a liquid crystal designed such that the rubbing direction of the backlight-side liquid crystal is 45 ° and the rubbing direction of the viewer-side liquid crystal is 135 ° when the counterclockwise direction is positive (+) based on the horizontal direction on the right side of the viewer. The angle is shown. 6 is a liquid crystal designed such that the rubbing direction of the liquid crystal on the backlight side is -135 ° and the rubbing direction of the liquid crystal on the viewer side is -45 ° when the counterclockwise direction is positive (+) based on the horizontal direction on the right side of the viewer. It shows the orientation angle of.

도 5와 도 6은 액정의 러빙방향이 완벽히 대칭적 구조를 이루며, 도 5는 전압인가의 세기에 따른 계조반전 현상이 우측에서 보이고 도 6은 전압인가의 세기에 따른 계조반전 현상이 좌측에서 보인다. 도 5와 도 6과 같은 액정의 방향각을 갖는 TN 액정셀을 포함하는 액정표시장치는 시인측에서 볼 때 상하(수직) 방향으로 광시야각 확보가 가능하다.5 and 6 show a perfectly symmetrical structure in the rubbing direction of the liquid crystal. FIG. 5 shows a gray level inversion phenomenon according to the intensity of voltage application, and FIG. 6 is a gray level inversion phenomenon in accordance with the intensity of voltage application. . A liquid crystal display device including a TN liquid crystal cell having the direction angles of liquid crystals as shown in FIGS. 5 and 6 can secure a wide viewing angle in the vertical direction (vertical) when viewed from the viewer side.

또한 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 135°, 시인측 액정의 러빙방향이 45°가 되도록 설계되거나, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -45°, 시인측 액정의 러빙방향이 -135°가 되도록 설계된 TN 액정셀을 포함하는 액정표시장치도 시인측에서 볼 때 상하(수직) 방향으로 광시야각 확보가 가능하다.Also, when the counterclockwise direction is set to the positive (+) direction based on the horizontal direction on the right side of the viewer, the rubbing direction of the backlight liquid crystal is designed to be 135 °, and the rubbing direction of the viewer liquid crystal is 45 °, or the backlight liquid crystal is Also, a liquid crystal display device including a TN liquid crystal cell designed such that the rubbing direction of the liquid crystal is -45 ° and the rubbing direction of the liquid crystal on the viewer side is -135 ° can ensure a wide viewing angle in the vertical direction when viewed from the viewer side.

이상과 같이 정의된 암(BLACK)상태하에서 TN 액정셀의 특성을 LCD 광학시뮬레이션 프로그램(예, LCD Master, Techwiz LCD 1D)에 파라메터화시켜 입력 및 적용한다. 파라메터화된 액정을 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에서 구현되는 편광상태를 고려하여 위상차 필름의 광학특성을 설계한다.The characteristics of the TN liquid crystal cell are parameterized in an LCD optical simulation program (eg, LCD Master, Techwiz LCD 1D) under the dark state defined above, and input and apply. The optical properties of the retardation film are designed in consideration of the polarization state that the parameterized liquid crystal is implemented on the Poincare Sphere.

위상차 필름의 광학특성은 정면 위상차값(R0)이 50 내지 150㎚이고 굴절률비(NZ)가 1<NZ≤5이며, 바람직하기로는 정면 위상차값(RO)이 50 내지 120nm이고 1.4<NZ<4.2이며, 보다 바람직하기로는 정면 위상차값(RO)이 60 내지 90nm이고 1.5<NZ<2.7로 설계된다. 제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 액정표시장치에 적용 시 상기 설계된 위상차 필름의 광학특성 범위내에서 동일하거나 상이할 수 있으며, 바람직하기로는 동일한 것이 좋다.The optical characteristics of the retardation film have a front retardation value R0 of 50 to 150 nm and a refractive index ratio NZ of 1 <NZ≤5, preferably a front retardation value RO of 50 to 120 nm and 1.4 <NZ <4.2. More preferably, the front phase retardation value RO is 60 to 90 nm and is designed to be 1.5 <NZ <2.7. Each retardation film of the first polarizing plate and the second polarizing plate may be the same or different within the optical properties of the designed retardation film when applied to the liquid crystal display device, preferably the same.

위상차 필름의 광학특성은 가시광선 영역내의 전파장에 대해서 하기의 수학식 1 내지 3에 의해 정의된다.The optical properties of the retardation film are defined by the following equations (1) to (3) for the electric field in the visible light region.

일반적으로 위상차 필름의 광학특성은 광원의 파장에 대한 언급이 없는 경우 가장 쉽게 얻을 수 있는 589nm에 대한 특성으로 나타낸다. 이러한 위상차 필름의 광학특성은 굴절률로 정의된다. 도 9는 위상차 필름의 굴절률을 설명하기 위한 모식도로, Nx는 면내방향에서 굴절률이 가장 큰 축의 굴절률이고, Ny는 면내방향에서 Nx의 수직방향이고, Nz는 두께방향의 굴절률을 나타낸다.In general, the optical properties of the retardation film is represented by the characteristics for 589 nm which is most easily obtained when there is no mention of the wavelength of the light source. The optical properties of such retardation film are defined by the refractive index. 9 is a schematic diagram for describing the refractive index of the retardation film, where Nx is the refractive index of the axis having the largest refractive index in the in-plane direction, Ny is the vertical direction of Nx in the in-plane direction, and Nz represents the refractive index in the thickness direction.

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

(여기서, Nx, Ny는 면상 굴절률로서 Nx ≥ Ny이며, Nz는 필름의 두께 방향 굴절률, d는 필름의 두께를 나타냄)(Where Nx and Ny are planar refractive indices Nx ≧ Ny, Nz represents the thickness direction refractive index of the film, and d represents the thickness of the film)

R0 = (Nx - Ny) × dR0 = (Nx-Ny) × d

(여기서, Nx, Ny는 면상 굴절률로서 Nx ≥ Ny이며, d는 필름의 두께를 나타냄)(Where Nx and Ny are planar refractive indices Nx ≧ Ny, and d represents the thickness of the film)

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

(여기서, Nx, Ny는 면상 굴절률로서 Nx ≥ Ny이며, Nz는 필름의 두께 방향 굴절률을 나타냄)(Where Nx and Ny are plane refractive indices Nx ≧ Ny, and Nz represents the thickness direction refractive index of the film)

상기 수학식 1의 Rth는 면내 평균 굴절률에 대한 두께방향의 굴절률의 차이 를 나타낸 두께방향 위상차값이고, 수학식 2의 R0는 빛이 필름의 법선방향(수직방향)을 통과했을 때 실질적인 위상차인 정면 위상차값이다.Rth of Equation 1 is a thickness retardation value representing the difference in refractive index in the thickness direction with respect to the in-plane average refractive index, R0 of Equation 2 is a front phase that is a substantial phase difference when light passes through the normal direction (vertical direction) of the film Phase difference value.

또한 수학식 3의 NZ는 굴절률비로 이에 따라 위상차 필름으로 사용되는 플레이트의 종류를 구분한다.In addition, NZ in Equation 3 is a refractive index ratio to distinguish the type of plate used as a retardation film accordingly.

위상차 필름의 플레이트 종류는 1) 위상차가 존재하지 않는 광축이 필름의 면내방향으로 존재하는 경우는 A 플레이트; 2) 광축이 필름면의 수직방향으로 존재하는 경우는 C 플레이트; 및 3) 광축이 두 개 존재할 때는 이축성 플레이트라고 한다. 구체적으로 1) NZ가 1일 경우 굴절률은 Nx>Ny=Nz 관계를 가지고 '포지티브 A 플레이트(POSITIVE A PLATE)' 라고 하며; 2) 1<NZ인 경우 굴절률은 Nx>Ny>Nz를 만족하고 '네가티브 이축성 A 플레이트(NEGATIVE BIAXIAL A PLATE)' 라고 하며; 3) 0<NZ<1인 경우 굴절률은 Nx>Nz>Ny의 관계를 가지고 'Z축 배향 필름'이라고 하며; 4) NZ=0인 경우 굴절률은 Nx=Nz>Ny의 관계를 가지고 '네가티브 A 플레이트(NEGATIVE A PLATE)' 라고 하며; 5) NZ<0인 경우 굴절률은 Nz>Nx>Ny의 관계를 가지고 '포지티브 이축성 A 플레이트(POSITIVE BIAXIAL A PLATE)' 라고 하며; 6) NZ=∞인 경우 굴절률은 Nx=Ny>Nz의 관계를 가지고 '네가티브 C 플레이트(NEGATIVE C PLATE)'라고 하며; 7) NZ=-∞인 경우 굴절률은 Nz>Nx=Ny의 관계를 가지고 '포지티브 C 플레이트(POSITIVE C PLATE)' 라고 한다.The plate type of the retardation film may include 1) an A plate in the case where an optical axis without retardation exists in the in-plane direction of the film; 2) a C plate if the optical axis is present in the vertical direction of the film plane; And 3) when there are two optical axes, it is called a biaxial plate. Specifically, 1) when NZ is 1, the refractive index has a relationship of Nx> Ny = Nz and is called 'Positive A Plate'; 2) when 1 <NZ, the refractive index satisfies Nx> Ny> Nz and is called 'NEGATIVE BIAXIAL A PLATE'; 3) when 0 <NZ <1, the refractive index has a relationship of Nx> Nz> Ny and is called 'Z-axis oriented film'; 4) When NZ = 0, the refractive index is called 'NEGATIVE A PLATE' with the relationship Nx = Nz> Ny; 5) When NZ <0, the refractive index is called 'POSITIVE BIAXIAL A PLATE' with the relation Nz> Nx> Ny; 6) When NZ = ∞, the refractive index is called 'NEGATIVE C PLATE' with the relationship Nx = Ny> Nz; 7) In the case of NZ = -∞, the refractive index has a relationship of Nz> Nx = Ny and is called 'positive C plate'.

그러나, 상기와 같이 이론적 정의에 완벽하게 일치하는 A 플레이트 및 C 플레이트를 만드는 것은 실제 공정상 불가능하다. 이에 일반적인 공정에서 A 플레이트는 굴절율비의 대략적인 범위, C 플레이트는 정면 위상차의 범위를 각각 임의 수 치로 설정하여 구분한다. 그럼에도 불구하고 임의적인 수치상의 설정은 연신에 따른 굴절률 발현 특성이 다른 모든 재료에 적용하기에는 한계가 있다. 따라서 본 발명에 따른 위상차 필름은 굴절률 이방성의 형태에 따른 플레이트 종류가 아니라 플레이트의 광학특성인 NZ, RO 및 Rth 등을 수치로 나타내고 있다.However, it is impossible in practice to make A and C plates that perfectly match the theoretical definition as above. In the general process, the A plate is divided into an approximate range of refractive index ratios, and the C plate is set to an arbitrary value by setting the range of the front phase difference. Nevertheless, the arbitrary numerical setting is limited to apply to all materials having different refractive index expression characteristics due to stretching. Therefore, the retardation film according to the present invention represents not the type of plate according to the form of refractive anisotropy, but NZ, RO, and Rth, which are optical properties of the plate.

본 발명에 따른 제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 연신타입으로 제조된다.Each retardation film of the first polarizing plate and the second polarizing plate according to the present invention is produced in the stretch type.

위상차 필름은 보통 연신을 통해서 위상차를 부여하는 데 연신방향으로 굴절률이 커지는 필름을 '양(+)의 굴절률 특성'이라 하고 연신방향으로 굴절률이 작아지는 필름을 '음(-)인 굴절률 특성'이라고 한다. 양(+)의 굴절률 특성을 갖는 위상차 필름은 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택된 것으로 제조할 수 있다. 또한 음(-)의 굴절률 특성을 갖는 위상차 필름은 변성폴리스티렌(PS) 또는 변성폴리카보네이트(PC)로 제조할 수 있다.The retardation film is generally referred to as a film having a high refractive index in the stretching direction to impart retardation through stretching, and a film having a small refractive index in the stretching direction is called a negative refractive index property. do. Retardation films having positive refractive index characteristics include triacetyl cellulose (TAC), cycloolefin polymer (COP), cycloolefin copolymer (COC), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polycarbonate ( PC), polysulfone (PSF) and polymethylmethacrylate (PMMA). In addition, the retardation film having negative refractive index characteristics may be made of modified polystyrene (PS) or modified polycarbonate (PC).

위상차 필름의 연신 방법은 고정단 연신과 자유단 연신으로 구분된다. 고정단 연신은 필름의 연신 공정 중 연신하는 방향 이외의 다른 방향의 길이를 고정시키는 방법이고, 자유단 연신은 필름의 연신 공정 중 연신하는 방향 이외의 다른 방향에 자유도를 부여하는 방법이다. 통상 필름은 연신하면 연신 방향 이외의 다른 방향은 수축하게 되나 Z축 배향필름의 경우 연신 이외에 별도의 수축 공정이 요구되기도 한다.The stretching method of the retardation film is divided into fixed end stretching and free end stretching. Fixed-end stretching is a method of fixing the length of a direction other than the extending direction in the extending process of a film, and free end extending | stretching is a method of providing a degree of freedom to other directions other than the extending direction in the extending process of a film. Usually, when the film is stretched, other directions other than the stretching direction are contracted, but in the case of the Z-axis oriented film, a separate shrinkage process may be required in addition to the stretching.

연신 시 롤(Roll) 상태의 필름이 풀리는 방향은 MD방향(Machine Direction, 기계방향)이라고 하며 이에 수직한 방향을 TD방향(Transverse Direction)이라고 한다. 자유단 연신은 MD방향으로 연신하는 것이고 고정단 연신은 TD방향으로 연신하는 것이라고 한다.The direction in which the film in the roll state is released during stretching is called the MD direction (machine direction) and the direction perpendicular thereto is called a TD direction (Transverse Direction). Free end drawing refers to stretching in the MD direction, and fixed end drawing refers to stretching in the TD direction.

연신방법(단 1차 공정만 적용했을 때)에 따라 NZ 및 플레이트의 종류가 달라지는데 이를 구체적으로 정리하면 다음과 같다. 1) 포지티브 A 플레이트는 양(+)의 굴절률 특성을 갖는 필름을 자유단 연신하고; 2) 네가티브 이축성 A 플레이트는 양(+)의 굴절률 특성을 갖는 필름을 고정단 연신하고; 3) Z축 배향필름은 양(+)의 굴절률 특성 또는 음(-)의 굴절률 특성을 갖는 필름을 자유단 연신 후 고정단 수축시키고; 4) 네가티브 A 플레이트는 음(-)의 굴절률 특성을 갖는 필름을 자유단 연신하고; 5) 포지티브 이축성 A 플레이트는 음(-)의 굴절률 특성을 갖는 필름을 고정단 연신하여 제조할 수 있다.The type of NZ and plate vary depending on the stretching method (only when the first process is applied). 1) the positive A plate stretches the free end of the film with positive refractive index characteristics; 2) the negative biaxial A plate fixed-stretches the film with positive refractive index characteristics; 3) the Z-axis alignment film contracts fixed end shrinkage after free end stretching of a film having a positive refractive index characteristic or a negative refractive index characteristic; 4) the negative A plate free-ends the film with negative refractive index characteristics; 5) The positive biaxial A plate can be prepared by fixed end stretching a film having negative refractive index characteristics.

이외에도 위상차 필름은 상기와 같은 1차 연신 이외에 2차 연신 및 첨가물 적용 등의 추가 공정을 적용하여 지상축(Slow Axis)의 방향, 위상차값 및 NZ의 값 등의 광학특성을 제어할 수 있다. 이의 추가 공정은 당 분야에서 일반적으로 적용되는 공정으로 본 발명에서는 특별히 한정하지는 않는다.In addition, the retardation film may control an optical property such as a direction of a slow axis, a retardation value, and a value of NZ by applying an additional process such as secondary stretching and additives in addition to the primary stretching as described above. The further process thereof is a process generally applied in the art and is not particularly limited in the present invention.

제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 굴절률비 또는 위상차값의 변화되는 파장 분산성에 제약 없이 사용이 가능하다. Each retardation film of the first polarizing plate and the second polarizing plate can be used without restriction on the wavelength dispersion of the refractive index ratio or the retardation value.

또한 제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 지상축(Slow axis)이 인접한 편광자의 흡수축과 서로 직교하게 배치되도록 한다. 지상축(Slow axis)은 보는 각도에서 빛이 가장 느린 편광 방향으로 위상차가 발생하지 않는 광 방향인 광축(Optical axis)과 구별된다.In addition, each retardation film of the first polarizing plate and the second polarizing plate is such that the slow axis is arranged perpendicular to each other and the absorption axis of the adjacent polarizer. The slow axis is distinguished from the optical axis, which is the light direction in which the phase difference does not occur in the slowest polarization direction at the viewing angle.

제1 및 제2 평광판의 각 편광자는 연신과 염색을 통해 편광 기능이 부여된 편광자인 폴리비닐알콜(PVA)층이 위치한다. 제1편광판과 제2편광판의 각 흡수축은 서로 직교하게 배치되도록 한다.Each polarizer of the first and second flat plates is a polyvinyl alcohol (PVA) layer, which is a polarizer provided with a polarizing function through stretching and dyeing. Each absorption axis of the first polarizing plate and the second polarizing plate is arranged to be orthogonal to each other.

제1 편광판 및 제2 편광판의 각 폴리비닐알콜(PVA)층에서 액정셀 반대측 면에는 각각 보호필름이 위치한다.In each of the polyvinyl alcohol (PVA) layers of the first polarizing plate and the second polarizing plate, a protective film is positioned on the opposite side of the liquid crystal cell.

제1 편광판 및 제2 편광판의 보호필름은 굴절률 차이에 따른 광학적 특성이 시야각에 영향을 미치지 못하므로 본 발명에서는 굴절률 특성이 특별히 제한되지 않는다. 제1 및 제2 편광판의 보호필름을 형성하는 재료는 서로 독립적으로 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 적용할 수 있다. 구체적으로 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등으로 이루어진 군에서 선택된 것으로 제조된 것을 사용할 수 있다.The protective film of the first polarizing plate and the second polarizing plate is not particularly limited in the present invention because the optical properties according to the refractive index does not affect the viewing angle. Materials for forming the protective film of the first and second polarizing plate may be applied to those commonly used in the art independently of each other. Specifically, triacetyl cellulose (TAC), cycloolefin polymer (COP), cycloolefin copolymer (COC), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polysulfone (PSF) and poly Methyl methacrylate (PMMA) and the like prepared from the group consisting of can be used.

본 발명의 제1 및 제2 편광판은 당 분야에서 일반적으로 적용되는 공정으로 제조될 수 있으며, 구체적으로 제조공정은 롤 대 롤(Roll To Roll)공정, 매엽접합(Sheet to Sheet) 등이 적용될 수 있다. 통상 수율 및 제조 공정상의 효율성 등을 고려하여 롤 대 롤(Roll To Roll)공정을 적용하는 것이 좋다. The first and second polarizing plates of the present invention may be manufactured by a process generally applied in the art, and specifically, the manufacturing process may be a roll to roll process, sheet to sheet, or the like. have. In general, it is preferable to apply a roll-to-roll process in consideration of yield and efficiency in the manufacturing process.

본 발명의 제1 및 제2 편광판은 PVA 편광자의 흡수축의 방향이 항상 MD방향 으로 고정되고, 위상차 필름은 지상축(Slow axis)이 편광판의 흡수축에 대해 수직방향이므로 롤 대 롤(Roll To Roll) 공정을 적용하여 제조할 수 있다. 편광판의 흡수축과 위상차 필름의 지상축이 직교하도록 하기 위해서는 편광판과 위상차 필름을 일체화시킬 때 롤 대 롤(Roll To Roll) 방식에 의하는 것이 생산비용 단가를 낮출 수 있어 가장 바람직하다.In the first and second polarizing plates of the present invention, the direction of the absorption axis of the PVA polarizer is always fixed in the MD direction, and the retardation film has a roll to roll since the slow axis is perpendicular to the absorption axis of the polarizing plate. ) Process can be applied. In order to make the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation film orthogonal, it is most preferable to use a roll-to-roll method to lower the production cost when integrating the polarizing plate and the retardation film.

도 1(a)를 이용하여 본 발명의 TN 모드 액정표시장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.The configuration of the TN mode liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIG.

백라이트 유닛 쪽(40)에서부터 제1편광판(10), 액정셀(30), 제2편광판(20) 순서로 적층된다. 제1편광판(10)과 제2편광판(20)의 각각 액정셀(30)에서부터 위상차 필름(14,24), 편광자(11,21) 및 보호필름(13,23)의 순으로 적층된다.The first polarizing plate 10, the liquid crystal cell 30, and the second polarizing plate 20 are stacked in the backlight unit side 40. The retardation films 14 and 24, the polarizers 11 and 21, and the protective films 13 and 23 are stacked from the liquid crystal cell 30 of the first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 20, respectively.

액정셀(30)은 두 장의 유리기판 사이에 양의 유전율 이방성(△ε>0)물질이 적층된 구조인 TN 액정셀이다. 유리기판에는 전극 쌍을 포함하는 능동 매트릭스 구동전극(active matrix drive electrode)이 액정셀(30)의 인접한 표면 위에 형성되어 있고, 전압 인가 시 수직방향으로 전기장이 형성되어 액정들의 배열 방향을 수직방향으로 변화시킨다.The liquid crystal cell 30 is a TN liquid crystal cell having a structure in which a positive dielectric anisotropy (Δε> 0) material is stacked between two glass substrates. In the glass substrate, an active matrix drive electrode including an electrode pair is formed on an adjacent surface of the liquid crystal cell 30, and an electric field is formed in a vertical direction when a voltage is applied, thereby aligning the arrangement direction of the liquid crystals in a vertical direction. Change.

시인측에서 봤을 때 제1편광판(10)의 흡수축(12)과 제2편광판(20)의 흡수축(22)은 서로 직교하고, 상기 편광판(10)(20)의 흡수축(12)(22)은 인접한 액정의 러빙방향과 평행하다. 통상 전압 인가 시 TN 액정은 기판에 인접할수록 수직으로 배열되지 못하며 이는 암(Black)상태에서 화상의 품질을 떨어뜨리는 가장 큰 이유가 된다.As viewed from the viewer's side, the absorption axis 12 of the first polarizing plate 10 and the absorption axis 22 of the second polarizing plate 20 are perpendicular to each other, and the absorption axis 12 of the polarizing plates 10 and 20 ( 22) is parallel to the rubbing direction of the adjacent liquid crystal. In general, when the voltage is applied, the TN liquid crystals are not vertically aligned as they are adjacent to the substrate, which is a major reason for degrading the image quality in the black state.

제1편광판 및 제2편광판의 각 위상차 필름은 각각 정면 위상차값(RO)이 50 내지 150nm이고, 굴절률비(NZ)는 1<NZ≤5을 갖는다. 제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 지상축이 인접한 편광자의 흡수축과 서로 직교하게 배치되도록 한다.Each of the retardation films of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a front retardation value RO of 50 to 150 nm, and a refractive index ratio NZ having 1 <NZ≤5. Each retardation film of the first polarizing plate and the second polarizing plate is such that the slow axis is disposed perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizer.

일반적으로 제1편광판과 제2편광판의 흡수축이 서로 수직일 때 NW(Normal White)모드라고 하고 서로 평행인 경우는 NB(Normal Black)모드라고 한다. TN모드에서 편광판의 흡수축과 인접한 액정의 러빙방향이 서로 평행인 경우 O-모드라고 하고 수직인 경우를 E-모드라고 한다. 본 발명에서의 TN모드는 'NW(Normal Wite)모드' 및 'O-모드'의 범위로 한정된다.In general, when the absorption axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate are perpendicular to each other, it is called NW (Normal White) mode, and when they are parallel to each other, it is called NB (Normal Black) mode. In the TN mode, when the absorption axis of the polarizer and the rubbing direction of the liquid crystal adjacent to each other are parallel to each other, it is called an O-mode, and when it is perpendicular, it is called an E-mode. The TN mode in the present invention is limited to the range of 'NW (Normal Wite) mode' and 'O-mode'.

종래 NW(Normal Wite)모드 및 O-모드로 설계된 TN모드 액정표시장치는 암(Black)상태에서 빛이 새게 되어 시인성이 떨어지는 경향이 있다. 예컨데 도 10은 현재 양산되고 있는 TN 액정셀에 편광자만 붙이고 전압을 인가했을 때 시감도 전방위 투과도를 나타낸 것으로 θ가 20°이상, Φ가 0°, 90°, 180° 및 270°등의 방향에서 빛이 많이 새는 것을 알 수 있다(도 8의 좌표기준). 이에 본 발명은 종래 NW(Normal Wite)모드 및 O-모드로 설계된 TN모드 액정표시장치의 시인성 저하를 특정의 광학특성을 갖도록 설계된 위상차 필름과, 위상차 필름의 지상축 방향, 액정셀의 두께 방향 최대 위상차값 및 액정의 배향방향을 조절하여 개선한다.Conventionally, TN mode liquid crystal display devices designed in NW (Normal Wite) mode and O-mode tend to leak light in a dark state and thus have poor visibility. For example, FIG. 10 shows the visibility of transmittance omnidirectionally when a polarizer is applied to a TN liquid crystal cell that is currently mass-produced, and a voltage is applied. Θ is 20 ° or more, Φ is 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °. It can be seen that many leaks (based on the coordinates of FIG. 8). Accordingly, the present invention provides a retardation film designed to have a specific optical characteristic to reduce the visibility of the TN mode liquid crystal display device designed in the conventional NW (Normal Wite) mode and O-mode, the slow axis direction of the retardation film, the maximum thickness direction of the liquid crystal cell. It improves by adjusting a phase difference value and the orientation direction of a liquid crystal.

본 발명의 액정셀(30)은 하기 수학식 4에 의해 정의되는 판넬 위상차값(△n×d)이 589nm 파장에서 200 내지 600nm을 유지하는 것이 바람직하다. 판넬 위상차값은 전압이 인가되지 않았을 때 명(White)을 표현할 수 있는 범위로 이를 벗어나 는 경우에는 광효율이 떨어질 수 있다. 또한 액정은 셀 갭(Cell gap, d)이 2 내지 10㎛이고, 액정의 굴절률차(△n=ne-no)는 0.2 이하를 유지한다.In the liquid crystal cell 30 of the present invention, it is preferable that the panel retardation value (Δn × d) defined by Equation 4 below is maintained at 200 to 600 nm at a 589 nm wavelength. The panel retardation value is a range that can express white when no voltage is applied, and when it is out of this range, the light efficiency may decrease. In addition, the liquid crystal has a cell gap (d) of 2 to 10 µm, and the refractive index difference (Δn = ne-no) of the liquid crystal is maintained at 0.2 or less.

이는 TN-LCD 패널에 전압이 인가되지 않은 상태하에 시인측 정면방향에서 제1편광판(10)을 통과하여 선편광된 빛은 액정셀(30)을 통과한 후 90° 회전되고 편광면이 제2편광판의 투과축과 일치되어 명(明) 상태가 되도록 하기 위해서는 TN-LCD 패널의 액정셀(30) 위상차값이 광원 589nm 파장에서 충분히 커야 하기 때문이다.This is because the light polarized by passing through the first polarizing plate 10 in the front side of the viewer side in the state where no voltage is applied to the TN-LCD panel is rotated 90 ° after passing through the liquid crystal cell 30 and the polarizing plane is the second polarizing plate. This is because the retardation value of the liquid crystal cell 30 of the TN-LCD panel must be sufficiently large at a wavelength of 589 nm of the light source in order to coincide with the transmission axis of.

△n×d = (ne - no) × dΔn × d = (n e -n o ) × d

(여기서 ne는 액정의 이상광선 굴절률, no는 정상광선 굴절률, d는 셀 갭(Cell gap)을 나타냄; 주. △n, d는 벡터가 아니다)(Where n e is the extraordinary refractive index of the liquid crystal, n o is the normal ray refractive index, and d is the cell gap; Note. Δn, d is not a vector)

액정셀은 전압인가 시 입사각이 60°이하일 때 액정셀의 두께방향의 정중앙에서 한 쪽 기판까지의 최대 위상차값이 300nm 이하, 바람직하기로는 50 내지 300nm를 유지한다.The liquid crystal cell maintains a maximum retardation value of 300 nm or less, preferably 50 to 300 nm, from the center of the thickness direction of the liquid crystal cell to one substrate when the incident angle is 60 ° or less when voltage is applied.

본 발명에서 위상차 필름(14)(24)에 의해 시야각이 보상되는 원리는 푸앙카레구(Poincare Sphere)로 표현이 가능하다. 면상 스위칭 모드 액정디스플레이(IPS-LCD)나 수직 배향 모드 액정디스플레이(VA-LCD)는 암(Black) 상태의 전압 인가 시 액정이 대칭성을 유지하여 특정 시각에서의 시야각 보상을 전 시각 범위로 확대 적용이 가능하다.In the present invention, the principle that the viewing angle is compensated by the retardation films 14 and 24 may be expressed by Poincare Sphere. In the field switching mode liquid crystal display (IPS-LCD) or the vertical alignment mode liquid crystal display (VA-LCD), the liquid crystal maintains symmetry when the voltage in the black state is applied, and the viewing angle compensation at a specific time is extended to the entire viewing range. This is possible.

반면 TN-LCD는 암(Black) 상태의 전압 인가 시 액정셀 기판에 인접한 액정은 수직 배향되지 않고 낮은 틸트각(Tilt Angle)을 가지게 된다. 이 액정은 비대칭성을 가지므로 특정시각에서의 보상원리를 다른 시각에서 확대 적용이 가능하지 못하다. 따라서 TN-LCD는 시각을 나누어서 각 시각에서의 시야각 보상 구조를 설계한다. 본 발명의 TN 액정셀은 3개의 시각으로 나누어 보상 구조를 설계한다.On the other hand, in the TN-LCD, when a dark voltage is applied, the liquid crystal adjacent to the liquid crystal cell substrate is not vertically aligned and has a low tilt angle. Since the liquid crystal has asymmetry, it is not possible to extend the compensation principle at a specific time from another view. Therefore, TN-LCD designs the viewing angle compensation structure at each time by dividing the time. The TN liquid crystal cell of the present invention is divided into three views to design a compensation structure.

하기 도 4, 도 5 및 도 6은 암(BLACK)상태에서 액정셀의 방향을 나타낸 것이다. 액정셀의 방향을 3차원적으로 표현하면 액정셀의 배치모양은 러빙 방향을 기준으로 도 4는 좌우가 대칭이고 상하는 비대칭이며, 도 5 및 6은 상하가 대칭이고 좌우는 비대칭임을 알 수 있다. 따라서 TN 액정셀은 위상차를 이용하여 시야각을 보상하기 위해서는 대칭이 되는 방향 1개와 비대칭인 방향 2개를 고려하여 설계한다.4, 5 and 6 illustrate the direction of the liquid crystal cell in a dark state. When the direction of the liquid crystal cell is expressed three-dimensionally, the arrangement of the liquid crystal cell may be symmetric with respect to the left and right, and the upper and lower asymmetry with reference to the rubbing direction. Therefore, the TN liquid crystal cell is designed in consideration of one symmetrical direction and two asymmetrical directions to compensate for the viewing angle by using a phase difference.

본 발명은 3개의 시각 중 2개의 시각방향에서 상측 방향의 주시야각 1을 θ=60°, Φ=90° 우측 방향의 주시야각 2를 θ=60°, Φ=0°라고 정의하고 이들 주시야각에서 위상차 필름에 의한 시야각 보상을 설계한다. 시야각 보상은 푸앙카레구(Poincare Sphere)로 편광된 빛의 편광 상태를 표현하여 설계한다. 단 본 발명의 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 점 S3(1,0,0,1)는 우원편광이고 θ, Φ에 대한 기준은 액정표시장치를 정면에서 바라봤을 때 Φ+90° 방향을 축으로 Φ 방향의 면을 시인측으로 θ 만큼 회전시켰을 때이다. 이때 정면으로 나오는 빛에 대한 편광상태를 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한다.The present invention defines the viewing angle 1 in the upward direction in two of the three views at θ = 60 ° and the viewing angle 2 in the right direction at Φ = 90 ° as θ = 60 ° and Φ = 0 °. We design the viewing angle compensation by retardation film at. Viewing angle compensation is designed by expressing the polarization state of light polarized by Poincare Sphere. However, the point S3 (1,0,0,1) on the Poincare Sphere of the present invention is a right circularly polarized light, and the reference for θ and Φ is Φ + 90 ° when viewed from the front of the liquid crystal display. This is when the surface in the Φ direction is rotated by θ toward the viewing side. At this time, the polarization state of the light coming to the front is expressed on the Poincare Sphere.

하기 도 12는 본 발명의 주시야각 1에서 실시예 1-1에 의한 편광상태 변화를 나타낸 것이고, 하기 도 13은 주시야각 2에서 실시예 1-1에 의한 편광상태 변화를 나타낸 것이다. 또한 도 14는 본 발명의 주시야각 1에서 실시예 2-1에 의한 편광상태 변화를 나타낸 것이고, 하기 도 15는 주시야각 2에서 실시예 2-1에 의한 편광상태 변화를 나타낸 것이다. 상기 도 14 및 도 15는 실시예 1-1(도 12 및 도 13)과 액정의 배향방향이 달라 편광상태의 경로에 차이가 있으나 원리는 도 12 및 도 13과 동일하다.12 illustrates changes in polarization state according to Example 1-1 at the viewing angle 1 of the present invention, and FIG. 13 illustrates changes in polarization state according to Example 1-1 at the viewing angle 2 of FIG. In addition, FIG. 14 illustrates a change in polarization state according to Example 2-1 at a viewing angle 1 of the present invention, and FIG. 15 illustrates a change in polarization state according to Example 2-1 at a viewing angle 2 of FIG. 14 and 15 are different from those of Embodiment 1-1 (FIGS. 12 and 13) and the liquid crystals in the polarization state, but the principle is the same as that of FIGS. 12 and 13.

도 12와 도 13에서 제1편광판(10)의 편광자(11)를 통과한 빛은 P1으로 편광 되어 위상차 필름(14), 액정층(30) 및 제2편광판(20)의 위상차 필름(24)을 순차적으로 통과한다. 빛의 편광은 위상차 필름(14,24)과 액정층(30)의 광학 특성에 따라 상태가 변한다. P1의 빛이 제2편광판(20)의 편광자(21)를 통과하기 직전의 편광상태가 P2에 가까이 접근되면 위상차 필름과 액정층에 의한 편광상태가 변화가 보상된 것이다.12 and 13, light passing through the polarizer 11 of the first polarizing plate 10 is polarized to P1 and thus the retardation film 24 of the retardation film 14, the liquid crystal layer 30, and the second polarizing plate 20. Pass sequentially. The polarization of light changes state depending on the optical characteristics of the retardation films 14 and 24 and the liquid crystal layer 30. When the polarization state immediately before the light of P1 passes through the polarizer 21 of the second polarizing plate 20 approaches P2, the change in the polarization state by the retardation film and the liquid crystal layer is compensated for.

위상차 필름(14,24)과 액정(30)은 가시광선 영역에서 입사 파장에 따라 위상차값이 달라져 편광상태가 변화된다. 이는 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에서 편광경로의 차이로 나타난다. 대부분 위상차 필름의 위상차값은 장파장에서 보다 단파장에서 크므로 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 편광상태 변화도 단파장에서 크게 변한다.The phase difference values of the retardation films 14 and 24 and the liquid crystal 30 are changed according to the incident wavelength in the visible light region, thereby changing the polarization state. This is indicated by the difference in the polarization path on the Poincare Sphere. In most cases, the retardation value of the retardation film is larger at shorter wavelengths than at longer wavelengths, so the change in polarization state on the Poincare Sphere also changes significantly at shorter wavelengths.

도 12와 도 13에서 점2에서 점3으로의 편광상태 변화는 전압을 인가 시 액정셀(30)에 의한 것이다. 각 점2와 점3 근처에서 곡선형태는 기판에 인접한 액정이 수직 배향되지 않아 형성된다. 액정의 수직 배향성은 틸트각(Tilt Angle)으로 확인되는데 기판에 인접한 액정이 4°, 액정의 중앙부로 갈수록 증가하여 89°로 측정 된다. 곡선 형태는 수직 배향되지 않은 액정이 많을수록 점2에서 점3으로의 경로에서 많이 나타난다.12 and 13, the polarization state change from point 2 to point 3 is caused by the liquid crystal cell 30 when a voltage is applied. Near each of points 2 and 3, the curve is formed because the liquid crystal adjacent to the substrate is not vertically aligned. The vertical alignment of the liquid crystal is confirmed by a tilt angle. The liquid crystal adjacent to the substrate increases to 4 ° and increases to the center of the liquid crystal, and is measured at 89 °. The more curved form is, the more liquid crystals that are not vertically aligned appear in the path from point 2 to point 3.

또한, 액정셀은 전압인가 시 입사각이 60°이하일 때 액정셀의 두께방향의 정중앙에서 한 쪽 기판까지의 최대 위상차값이 300nm 이하가 되는 경우일 때 본 발명의 광학특성을 갖는 위상차 필름에 의한 보상이 가능하다. 전압이 인가 시 액정의 물성 및 기판 표면의 에너지 등에 의해 액정들의 각도가 변한다. 이 각도 분포에 의해 액정층의 위상차값이 변하므로 완벽한 보상을 위해서는 이를 고려하여 위상차 필름의 광학특성을 설계한다. In addition, the liquid crystal cell is compensated by the retardation film having the optical characteristic of the present invention when the maximum retardation value from the center of the thickness direction of the liquid crystal cell to one substrate is 300 nm or less when the incident angle is 60 ° or less when voltage is applied. This is possible. When voltage is applied, the angle of the liquid crystals is changed by the properties of the liquid crystal and the energy of the substrate surface. Since the phase difference value of the liquid crystal layer is changed by the angle distribution, the optical characteristic of the retardation film is designed in consideration of the perfect compensation.

이때 전압인가 시 입사각이 60°이하일 때 액정셀의 두께방향의 정중앙에서 한 쪽 기판까지의 최대 위상차값은 액정층의 △nd가 200nm일 때 최소값이 50nm이고, 액정층의 △nd가 600nm일 때 최소값이 150nm이다. 또한 액정층의 △nd가 200nm일 때 최대값이 100nm이고, 액정층의 △nd가 600nm일 때 최대값이 300nm이다. At this time, when the incident angle is 60 ° or less when the voltage is applied, the maximum retardation value from the center of the thickness direction of the liquid crystal cell to one substrate is 50 nm when Δnd of the liquid crystal layer is 200 nm and Δnd of 600 nm of the liquid crystal layer. The minimum value is 150 nm. The maximum value is 100 nm when Δnd of the liquid crystal layer is 200 nm, and the maximum value is 300 nm when Δnd of the liquid crystal layer is 600 nm.

구분division 액정셀의 △nd△ nd of liquid crystal cell 200㎚200 nm 600㎚600 nm 전압인가 시 입사각이 60°이하일 때 액정셀의 두께방향으로 정중앙에서 한 쪽 기판까지의 최대 위상차값Maximum phase difference value from the center to one substrate in the thickness direction of the liquid crystal cell when the incident angle is 60 ° or less when voltage is applied 최소at least 위상차값(X)Phase difference value (X) 50㎚50 nm 위상차값(X)Phase difference value (X) 150㎚150 nm 위상차필름Retardation film 정면 위상차값Front phase difference value 100㎚100 nm 위상차필름Retardation film 정면 위상차값Front phase difference value 50㎚50 nm NZNZ 1One NZNZ 55 최대maximum 위상차값(X)Phase difference value (X) 100㎚100 nm 위상차값(X)Phase difference value (X) 300㎚300 nm 위상차필름Retardation film 정면 위상차값Front phase difference value 150㎚150 nm 위상차필름Retardation film 정면 위상차값Front phase difference value 140㎚140 nm NZNZ 0.50.5 NZNZ 1.81.8

상기 표 1은 본 발명의 액정 물성조건에서 시야각을 보상하기 위한 위상차 필름의 최적범위로 설계된 광학특성을 나타낸 것이다. 본 발명에 따른 위상차 필름은 0.5≤NZ≤5이고, 50nm≤정면 위상차값(RO)≤150nm의 광학특성을 갖도록 설계된다. 그러나 대량 생산을 위한 롤 투 롤(ROll To Roll) 공정은 NZ>1의 조건인 경우에 수행이 용이하므로 1<NZ≤5으로 설계하는 것이 좋다.Table 1 shows the optical properties designed in the optimum range of the retardation film for compensating the viewing angle in the liquid crystal properties of the present invention. The retardation film according to the present invention is 0.5≤NZ≤5 and is designed to have an optical characteristic of 50nm≤front phase difference value RO≤150nm. However, the roll to roll process for mass production is easy to carry out under the condition of NZ> 1, so it is recommended to design 1 <NZ≤5.

본 발명에 따른 트위스트 네마틱 액정표시장치는 시인측에서 좌우방향 및 상하 방향에서 시감도 전방위 최대 투과도가 2% 이하의 보상관계를 만족하여 광시야각 확보가 가능하다. 또한 시인측에서 좌우방향 및 상하 방향에서 색 재현 범위가 넓어 선명한 색감이 구현된다.The twisted nematic liquid crystal display according to the present invention can secure a wide viewing angle by satisfying a compensating relationship of the maximum permeability of 2% or less in the left and right directions and the vertical direction at the viewer side. In addition, the color gamut is wider in the left and right direction and the up and down direction on the viewer side, thereby providing a vivid color.

이하에서는, 상기 구성에 의한 광시야각 개선 효과를 하기의 실시예와 비교예에서 정리하였다. 본 발명은 하기의 실시예에 의해 보다 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 첨부된 특허청구범위에 의하여 확정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Below, the wide viewing angle improvement effect by the said structure was put together in the following example and a comparative example. The invention can be better understood by the following examples, which are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the scope of protection as defined by the appended claims.

실시예 Example

실시예 1과 비교예 3에서는 TN-LCD판넬인 LTM220M1-L01(삼성전자)의 엑정셀 파라메터를 LCD 시뮬레이션 프로그램인 TECH WIZ LCD 1D(사나이시스템, KOREA)에 적용하여 시뮬레이션을 실시하여 시야각 효과를 비교하였다.In Example 1 and Comparative Example 3, the viewing angle effects were compared by applying the exciter parameters of LTM220M1-L01 (Samsung Electronics), TN-LCD panels, to TECH WIZ LCD 1D (many system, KOREA), an LCD simulation program. It was.

실시예 1 : 좌우 방향으로 광시야각을 갖는 TN 액정표시장치의 제조Example 1 Fabrication of TN Liquid Crystal Display Device Having Wide Viewing Angle in Left and Right Directions

실시예 1-1 Example 1-1

본 발명에 따른 각 광학필름과 액정셀 및 백라이트 등의 실측데이터를 하기 도 1(a)에 나타난 바와 같은 구조로 TECH WIZ LCD 1D(사나이시스템, KOREA) 상에 적층하였다. 도 1(a)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.Measurement data of each optical film, a liquid crystal cell, and a backlight according to the present invention were laminated on a TECH WIZ LCD 1D (man system, KOREA) with a structure as shown in FIG. Referring to the structure of Figure 1 (a) in detail as follows.

백라이트 유닛(40), 제1편광판(10), 액정셀(30), 제2편광판(20)이 순차적으로 적층되어 있다. 구체적으로는 제1편광판(10)은 백라이트 유닛(40) 쪽에서부터 보호필름(TAC)(13), PVA편광자(11), 제1위상차 필름(14) 순서로 구성되며, 제2편광판은 액정셀 쪽으로부터 제2위상차 필름(24), PVA편광자(21), 보호필름(TAC)(23)의 순서로 구성되어 있다.The backlight unit 40, the first polarizing plate 10, the liquid crystal cell 30, and the second polarizing plate 20 are sequentially stacked. Specifically, the first polarizing plate 10 is composed of a protective film (TAC) 13, a PVA polarizer 11, and a first retardation film 14 from the backlight unit 40 side, and the second polarizing plate is a liquid crystal cell. The second phase difference film 24, the PVA polarizer 21, and the protective film (TAC) 23 are formed in order from the side.

PVA편광자(11,21)에 편광자 기능이 부여되고, TAC보호필름(13,23)과 제1 및 제2위상차 필름(14,24)을 구비하는 제1 및 제2 편광판(10,20)을 TN 모드 액정셀(30)의 양면에 흡수축(12,22)이 서로 직교하게 배치시켰다. 이때 시인측에서 바라볼 때 수평 방향의 우측을 기준으로 반시계 방향이 정(+)방향인 경우 제1편광판의 PVA편광자(11)의 흡수축(12)은 -45°에 위치하고, 제2편광판의 PVA편광자(21)의 흡수축(22)은 45°에 위치하였다.The PVA polarizers 11 and 21 are provided with a polarizer function, and the first and second polarizing plates 10 and 20 including the TAC protective films 13 and 23 and the first and second retardation films 14 and 24 are provided. Absorption shafts 12 and 22 were arranged perpendicular to each other on both sides of the TN mode liquid crystal cell 30. At this time, when the counterclockwise direction is the positive (+) direction based on the right side of the horizontal direction when viewed from the viewer side, the absorption axis 12 of the PVA polarizer 11 of the first polarizing plate is located at -45 °, and the second polarizing plate is The absorption axis 22 of the PVA polarizer 21 of was positioned at 45 degrees.

TN 모드 액정셀(30) 액정의 배향방향은 하기 도 2(a)에 도시된 방향을 참조하여 시인측에서 바라볼 때, 백라이트측 기판의 경우 31, 시인측 기판의 경우 32로 배향되어 있다. 각 기판측 편광판의 흡수축(12)(22)과 액정배향방향은 평행하다. 도 2(a)의 액정셀은 수평 방향의 우측을 기준으로 반시계 방향이 정(+)방향인 경우 액정의 러빙방향은 백라이트쪽 기판이 -45°이고 시인측 기판이 45°에 위치하였다. 전압 인가 시 액정의 틸트각(Tilt Angle)은 여러 방향에서의 위상차값과 액정의 정상굴절률과 이상굴절률의 값으로 계산할 수 있고, 도 3과 도 4에서와 같이 두께방향으로 40개 층으로 나누어 각각의 층에서 정의된 액정의 방향을 파라메터화하였다. The alignment direction of the liquid crystal of the TN mode liquid crystal cell 30 is aligned to 31 in the backlight side substrate and 32 in the viewing side substrate when viewed from the viewing side with reference to the direction shown in FIG. 2A. The absorption axes 12 and 22 of the substrate-side polarizing plates are parallel to the liquid crystal alignment direction. In the liquid crystal cell of FIG. 2 (a), when the counterclockwise direction is positive (+) direction based on the right side of the horizontal direction, the rubbing direction of the liquid crystal is -45 ° of the backlight side substrate and 45 ° of the viewer side substrate. When the voltage is applied, the tilt angle of the liquid crystal can be calculated as a phase difference value in various directions, and a value of the normal refractive index and the abnormal refractive index of the liquid crystal. The direction of the liquid crystal defined in the layer of was parameterized.

또한 액정셀은 전압인가 시 입사각이 60°이하일 때 액정셀의 두께방향의 정중앙에서 한 쪽 기판까지의 최대 위상차값이 125.7nm인 것을 사용하였다. 이때 각 편광판의 PVA편광자(11,21)와 액정셀(30) 사이에는 위상차 필름(14,24)가 위치하며 위상차 필름의 지상축(15,25)은 PVA편광자의 흡수축(12,22)과 직교하였다. 액정셀(30)은 시뮬레이션상의 편의를 위해 컬러필터를 포함하지 않는 것으로 하였다.In addition, the liquid crystal cell used had a maximum retardation value of 125.7 nm from the center of the thickness direction of the liquid crystal cell to one substrate when the incident angle was 60 ° or less when voltage was applied. At this time, the retardation films 14 and 24 are positioned between the PVA polarizers 11 and 21 and the liquid crystal cell 30 of each polarizing plate, and the slow axes 15 and 25 of the retardation films are the absorption axes 12 and 22 of the PVA polarizers. Orthogonal to. The liquid crystal cell 30 does not include a color filter for the convenience of simulation.

상기 실시예에서 사용된 각각의 광학필름 및 백라이트의 상세한 광학적 특성은 다음과 같이 정의된 것을 사용하였다.Detailed optical characteristics of each optical film and backlight used in the above examples were defined as follows.

먼저, 제1편광판(10) 및 제2편광판(20)의 PVA편광자(11,21)는 연신된 PVA에 요오드를 염색시켜 편광자 기능을 부여하였으며, 이러한 편광자의 편광 성능은 370 내지 780nm 가시광선 영역에서 시감도 편광도 99.9% 이상, 시감도 단체투과율 41% 이상이었다. 시감도 편광도와 시감도 단체투과율은 파장에 따른 투과축의 투과율을 TD(λ), 파장에 따른 흡수축의 투과율을 MD(λ), JIS Z 8701:1999에 정의된 시감도 보정치를

Figure 112009047687285-PAT00001
라고 할 때 하기 수학식 5 내지 9에 의해 정의된다.First, the PVA polarizers 11 and 21 of the first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 20 impart a polarizer function by dyeing iodine on the stretched PVA, and the polarizing performance of the polarizer is 370 to 780 nm visible light region. The visual acuity polarization was 99.9% or more, and the visual transmittance group transmittance was 41% or more. The visibility polarization and the visibility single transmittance are the TD (λ) transmittance of the transmission axis according to the wavelength, the transmittance of the absorption axis according to the wavelength is MD (λ), and the visibility correction value defined in JIS Z 8701: 1999.
Figure 112009047687285-PAT00001
Is defined by the following equations (5) to (9).

Figure 112009047687285-PAT00002
Figure 112009047687285-PAT00002

Figure 112009047687285-PAT00003
Figure 112009047687285-PAT00003

Figure 112009047687285-PAT00004
Figure 112009047687285-PAT00004

Figure 112009047687285-PAT00005
Figure 112009047687285-PAT00005

Figure 112009047687285-PAT00006
Figure 112009047687285-PAT00006

편광판(10),(20)의 보호층인 TAC(13)(23)의 광학적 특성은 두께방향을 z축으로 하는 직교 좌표계에 대해 각 축에 대응되는 굴절률이 Nx, Ny 및 Nz이고, 두께가 d일 때, Nx≒Ny>Nz인 네거티브 C 플레이트 굴절률 특성을 가진다. 입사광 589.3 nm에 대해 상기 수학식 1로 정의되는 두께방향 위상차값(Rth)이 TAC(13)(23)은 50nm를 사용하였다.The optical characteristics of the TACs 13 and 23, which are protective layers of the polarizing plates 10 and 20, have refractive indexes corresponding to each axis of Nx, Ny, and Nz with respect to an orthogonal coordinate system whose z-axis is the thickness direction. When d has a negative C plate refractive index characteristic of Nx NNy> Nz. The thickness direction retardation value Rth defined by Equation 1 for the incident light 589.3 nm was 50 nm for the TAC 13 and 23.

위상차 필름(14,24)은 Zeonor필름(Optes, 일본)을 이축 연신하여 위상차를 구현하였다. 광학적 특성은 입사광이 589.3nm일 때 z축을 두께방향으로 하는 직교 좌표계에 대해 상기 수학식 3로 정의되는 NZ가 2.2 이고 정면 위상차값(RO)은 85nm이었다.The retardation films 14 and 24 biaxially stretched Zeonor films (Optes, Japan) to realize retardation. The optical characteristic was NZ defined by Equation 3 above for an orthogonal coordinate system having the z axis in the thickness direction when the incident light was 589.3 nm, and the front phase difference value (RO) was 85 nm.

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

상기 각 광학적 구성요소들을 도 1과 같이 적층하고 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과 하기 도 16을 얻었다. 도 16은 암(BLACK)을 화면에 표시할 경우의 시감도 전방위 투과도 분포를 나타낸다. 스케일상의 범위는 컬러필터를 고려하지 않은 시감도 투과율이 0% 내지 2%이며 투과도 2%를 초과한 부위는 붉은 색, 투과도가 낮은 부위는 파란색으로 표시된다. 이때 중앙의 파란색의 범위가 넓을수록 넓은 시야각을 나타내는 것이고, 상기의 구성은 좌우 수평시야각이 넓은 것을 알 수 있다. 도 16의 결과에서 주시야각 2에서는 푸앙카레구(Poincare Sphere)상 도 13의 보상관계를 만족하나 주시야각 1 방향에서는 도 12의 보상이 성립하지 않는 결과를 얻었다.The optical components were stacked as shown in FIG. 1 and subjected to simulation of visibility and omnidirectional transmittance. As a result, FIG. 16 was obtained. FIG. 16 shows the visibility of an omnidirectional transmittance distribution when the arm BLACK is displayed on the screen. The range on the scale is 0% to 2% of the visibility transmittance without considering the color filter, and the portions exceeding 2% transmittance are displayed in red, and the portions having low transmittance are indicated in blue. In this case, the wider the range of blue in the center, the wider the viewing angle, and the above configuration shows that the left and right horizontal viewing angles are wider. In the result of FIG. 16, the gaze angle 2 satisfies the compensation relation of FIG. 13 in the Poincare Sphere, but the compensation of FIG. 12 does not hold in the gaze angle 1 direction.

실시예 1-2Example 1-2

상기 실시예 1-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성 및 편광판 구성을 가지는 액정을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면위상차값(R0)가 100nm, 굴절률비(NZ)가 1.8인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.The liquid crystal having the same rubbing direction, cell gap, refractive index anisotropy, and polarizing plate configuration as in Example 1-1 was applied, but the first and second retardation films had a front phase difference value (R0) of 100 nm and a refractive index. A liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 1.8.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 17와 같은 결과를 얻었으며, 이의 주시야각 1 및 주시야각 2에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 편광상태는 상기 실시예 1-1과 유사한 패턴을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the simulation of the visibility of the omnidirectional transmittance, the results as shown in FIG. 17 were obtained. I could confirm that.

실시예 1-3Example 1-3

상기 실시예 1-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면위상차값(R0)가 70nm, 굴절률비(NZ)가 2.6인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.Example 1 - 1 and the same rubbing direction, cell gap (Cell gap) and the refractive index was carried by applying the liquid crystal and the polarizing plate configuration having an anisotropy, the first and the second retardation film has a front retardation value (R0) 70nm, the refractive index A liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 2.6.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 18과 같은 결과를 얻었으며, 이의 주시야각 1 및 주시야각 2에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 편광상태는 상기 실시예 1-1과 유사한 패턴을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the simulation of the visibility of the omni-directional transmittance, the results as shown in FIG. 18 were obtained. I could confirm that.

실시예 1-4Example 1-4

상기 실시예 1-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면위상차값(R0)가 120nm, 굴절률비(NZ)가 1.6인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.Example 1 - 1 and the same rubbing direction, cell gap (Cell gap) and the refractive index was carried by applying the liquid crystal and the polarizing plate configuration having an anisotropy, the first and the second retardation film has a front retardation value (R0) 120nm, a refractive index The liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 1.6.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 19와 같은 결과를 얻었으며, 이의 주시야각 1 및 주시야각 2에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 편광상태는 상기 실시예 1-1과 유사한 패턴을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.As a result of conducting the simulation of visibility of omnidirectional transmittance, the results as shown in FIG. 19 were obtained. I could confirm that.

실시예 1-5Example 1-5

상기 실시예 1-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면위상차값(R0)가 50nm, 굴절률비(NZ)가 4.2인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.Example 1 - 1 and the same rubbing direction, cell gap (Cell gap) and having a refractive index anisotropy was carried by applying the liquid crystal and the polarizing plate configuration, the first and second retardation films in a front retardation value (R0) is 50nm, the refractive index The liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 4.2.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 20과 같은 결과를 얻었으며, 이의 주시야각 1 및 주시야각 2에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 편광상태는 상기 실시예 1-1과 유사한 패턴을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the simulation of the visibility of the omni-directional transmittance, the results as shown in FIG. 20 were obtained. I could confirm that.

실시예 2 : 상하 방향으로 광시야각을 갖는 TN 액정표시장치의 제조Example 2 Fabrication of TN Liquid Crystal Display Device Having Wide Viewing Angle in Up and Down Directions

실시예 2-1Example 2-1

상기 실시예 1-1과 동일하게 실시하되, 상기 액정셀은 도 2(b)와 같이 수평 방향의 우측을 기준으로 반시계 방향이 정(+)방향인 경우 백라이트쪽 기판의 러빙방향 및 편광판의 흡수축이 45°이고 시인측 기판의 러빙방향 및 편광판의 흡수축이 135°에 위치된 것을 사용하여 도 1(b)의 구조를 갖는 액정 표시 장치를 제조하였다.In the same manner as in Example 1-1, the liquid crystal cell has a rubbing direction of the backlight substrate and a polarizing plate when the counterclockwise direction is positive (+) direction based on the right side of the horizontal direction as shown in FIG. A liquid crystal display device having the structure of FIG. 1 (b) was manufactured using an absorption axis of 45 ° and a rubbing direction of the viewer-side substrate and an absorption axis of the polarizing plate located at 135 °.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과 하기 도 21을 얻었다. 도 21은 암(BLACK)을 화면에 표시할 경우의 시감도 전방위 투과도 분포를 나타낸 것이다. 스케일상의 범위는 컬러필터를 고려하지 않은 시감도 투과율이 0% 내지 2%이 며, 투과도 2%를 초과한 부위는 붉은 색, 투과도가 낮은 부위는 파란색으로 표시된다. 이때 중앙의 파란색의 범위가 넓을수록 넓은 시야각을 나타내는 것이고, 상기의 구성은 상하 시야각이 넓은 것을 알 수 있다.The visibility of the omnidirectional permeability simulation was carried out to obtain the following FIG. 21. FIG. 21 illustrates the distribution of visibility of permeability in the case of displaying the arm BLACK on the screen. The range of the scale is 0% to 2% of the visibility transmittance without considering the color filter, and the portions exceeding 2% transmittance are indicated in red, and the portions having low transmittance are indicated in blue. In this case, the wider the range of blue in the center, the wider the viewing angle, and the above configuration shows that the upper and lower viewing angles are wider.

도 14는 주시야각 1(θ=60°, Φ=90°)에서 파장 486㎚, 589㎚ 및 656㎚에 따른 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 각 편광상태를 나타낸 것이고, 도 15는 주시야각 2(θ=60°, Φ=0°) 파장 486㎚, 589㎚ 및 656㎚에 따른 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 각 편광상태를 나타낸 것으로, 주시야각 1은 보상이 성립하나 주시야각 2에서는 보상이 성립되지 않아 상하 시야각이 확연히 넓은 것이다.FIG. 14 shows polarization states on Poincare Spheres according to wavelengths 486 nm, 589 nm, and 656 nm at a viewing angle 1 (θ = 60 °, Φ = 90 °), and FIG. 15 shows a viewing angle 2 (θ = 60 °, Φ = 0 °) Shows the polarization states on the Poincare Sphere according to wavelengths 486nm, 589nm and 656nm, where field of view angle 1 compensates but field of view angle 2 compensates Since this is not true, the upper and lower viewing angles are clearly wide.

실시예 2-2Example 2-2

상기 실시예 2-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면 위상차값(R0)가 100nm이고 굴절률비(NZ)가 1.8인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.Example 2 - 1 and the same rubbing direction, cell gap (Cell gap) and a refractive index having an anisotropic synthesis was carried out by applying the liquid crystal and the polarizing plate configuration, the first and second retardation films in a front retardation value (R0) is 100nm and the refractive index A liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 1.8.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 22와 같은 결과를 얻었으며, 이의 주시야각 1 및 주시야각 2에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 편광상태는 상기 실시예 2-1과 유사한 패턴을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the simulation of the visibility of the omnidirectional transmittance, the results as shown in FIG. 22 were obtained. I could confirm that.

실시예 2-3Example 2-3

상기 실시예 2-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면 위상차값(R0)가 70nm이고 굴절률비(NZ)가 2.6인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.Example 2 - 1 and the same rubbing direction, cell gap (Cell gap), and synthesis was carried out by applying an index of refraction liquid crystal and a polarizing plate configuration having an anisotropy, the first and the second retardation film, the front retardation value (R0) is 70nm and a refractive index A liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 2.6.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 23과 같은 결과를 얻었으며, 이의 주시야각 1 및 주시야각 2에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 편광상태는 상기 실시예 2-1과 유사한 패턴을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.As a result of performing the visibility omnidirectional permeability simulation, the results as shown in FIG. 23 were obtained. I could confirm that.

실시예 2-4Example 2-4

상기 실시예 2-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면 위상차값(R0)가 120nm이고 굴절률비(NZ)가 1.6인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.Example 2 - 1 and the same rubbing direction, cell gap (Cell gap), and synthesis was carried out by applying an index of refraction liquid crystal and a polarizing plate configuration having an anisotropy, the first and the second retardation film, the front retardation value (R0) is 120nm and the refractive index The liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 1.6.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 24와 같은 결과를 얻었으며 이의 주시야각 1 및 주시야각 2에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 편광상태는 상기 실시예 2-1과 유사한 패턴을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the simulation of the visibility permeability, the result as shown in FIG. 24 was obtained. I could confirm it.

실시예 2-5Example 2-5

상기 실시예 2-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면 위상차값(R0)가 50nm이고 굴절률비(NZ)가 4.2인 것을 사용하여 액정표시장치를 제 조하였다.Example 2 - 1 and the same rubbing direction, cell gap (Cell gap) and a refractive index having an anisotropic synthesis was carried out by applying the liquid crystal and the polarizing plate configuration, the first and second retardation films in a front retardation value (R0) is 50nm and a refractive index The liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 4.2.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 25과 같은 결과를 얻었으며 이의 주시야각 1 및 주시야각 2에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상의 편광상태는 상기 실시예 2-1과 유사한 패턴을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the simulation of the visibility permeability, the results as shown in FIG. 25 were obtained. I could confirm it.

실시예 2-6 Example 2-6

상기 실시예 2-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 액정셀의 액정의 러빙방향은 수평 방향의 우측을 기준으로 반시계 방향이 정(+)방향인 경우 백라이트쪽 기판이 -135°이고 시인측 기판이 -45°인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.Example 2 - 1, and synthesis was carried out by applying the liquid crystal and the polarizing plate configuration having the same rubbing direction, cell gap (Cell gap) and a refractive index anisotropy, the rubbing direction of the liquid crystal of the liquid crystal cell is a half relative to the right in the horizontal direction clockwise In this positive (+) direction, the liquid crystal display device was manufactured by using a backlight substrate at -135 ° and a viewing substrate at -45 °.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 도 26과 같은 결과를 얻었으며 상기 실시예 2-1의 결과와 좌우 대칭임을 확인할 수 있었다.As a result of the simulation of the visibility of the omni-directional transmittance, the result as shown in FIG. 26 was obtained, and the results were confirmed to be symmetrical with the result of Example 2-1.

비교예 1 : 좌우 방향으로 광시야각을 갖는 TN 액정표시장치의 제조Comparative Example 1 Fabrication of TN Liquid Crystal Display Device Having Wide Viewing Angle in Left and Right Directions

비교예 1-1Comparative Example 1-1

상기 실시예 1-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면위상차값(R0)가 160nm, 굴절률비(NZ)가 1.4인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.Example 1 - 1 and the same rubbing direction, cell gap (Cell gap) and the refractive index was carried by applying the liquid crystal and the polarizing plate configuration having an anisotropy, the first and the second retardation film has a front retardation value (R0) 160nm, a refractive index The liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 1.4.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 27과 같은 결과를 얻었다. 실시예와 비교하였을 때 경사면에서 암(Black)상태의 투과율이 높아 시야각이 좁은 것을 확인 할 수 있다.As a result of performing the visibility omnidirectional permeability simulation, the result as shown in FIG. 27 was obtained. Compared with the embodiment, it can be seen that the viewing angle is narrow due to the high transmittance of the black state on the inclined surface.

비교예 1-2Comparative Example 1-2

상기 실시예 1-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면위상차값(R0)가 50nm, 굴절률비(NZ)가 5.5인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.Example 1 - 1 and the same rubbing direction, cell gap (Cell gap) and having a refractive index anisotropy was carried by applying the liquid crystal and the polarizing plate configuration, the first and second retardation films in a front retardation value (R0) is 50nm, the refractive index A liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 5.5.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 28과 같은 결과를 얻었다. 실시예와 비교하였을 때 경사면에서 암(Black)상태의 투과율이 높아 시야각이 좁은 것을 확인 할 수 있다.As a result of conducting the simulation of visibility of all directions, results as shown in FIG. 28 were obtained. Compared with the embodiment, it can be seen that the viewing angle is narrow due to the high transmittance of the black state on the inclined surface.

비교예 1-3 Comparative Example 1-3

상기 실시예 1-1의 이축성 위상차 필름 대신 트리아세틸셀루로오스(TAC) 기재에 디스코틱 액정을 코팅한 하이브리드 형태의 위상차 필름인 WV-Film(후지사진필름, 일본)을 적용하였다. Instead of the biaxial retardation film of Example 1-1, WV-Film (Fuji Photo Film, Japan), which is a hybrid phase retardation film coated with a discotic liquid crystal on a triacetyl cellulose (TAC) substrate, was applied.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 29와 같은 결과를 얻었다. WV-Film을 적용한 경우 전방향에서 양호한 시야각을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.As a result of performing the visibility omnidirectional permeability simulation, the result as shown in FIG. 29 was obtained. When WV-Film was applied, it was confirmed that it had a good viewing angle in all directions.

실시예 1-1과 비교예 1-3 및 실시예 2-1과 비교예 1-3에서 제조된 TN 모드 액정디스플레이의 암(BLACK)상태에서 수평방향 입사각에 따른 투과율을 각각 비교하여 그 결과를 하기 도 30(실시예 1-1과 비교예 1-3)과, 도 33(실시예 2-1과 비교예 1-3)에 나타내었다(음수로 표시된 각도 범위는 양수로 표시된 방향의 반대 방향으로의 입사각 변화를 의미한다). 도 30과 33을 보면 암(BLACK)상태에서의 정면(입사각 0°)에서 좌우측 방향(도 30)과 상하측 방향(도 33)으로의 입사각이 커짐에 따라 새는 빛이 증가하고 있으나, 비교예 1-3 보다 실시예 1-1과 실시예 2-1에서 훨씬 더 적게 새는 것을 확인할 수 있었다. In the dark state of the TN mode liquid crystal display manufactured in Examples 1-1 and Comparative Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3, the transmittance according to the horizontal incidence angle was compared and the results were compared. 30 (Examples 1-1 and Comparative Examples 1-3) and FIG. 33 (Examples 2-1 and Comparative Examples 1-3) are shown below (the angle ranges indicated by negative numbers are opposite to the directions indicated by positive numbers). Means a change in the angle of incidence. Referring to FIGS. 30 and 33, the light leaking increases as the angle of incidence from the front (incident angle 0 °) in the dark state to the left and right direction (FIG. 30) and the up and down direction (FIG. 33) increases. It was found that leaks were much less in Examples 1-1 and 2-1 than in 1-3.

또한, 위상차 필름의 지상축(Slow Axis)의 관리가 어려운 하이브리드형 디스코틱 코팅 타입인 비교예 1-3에 비해 연신 형태의 위상차 필름인 실시예 1-1 및 실시예 2-1이 정면에서 낮은 투과율을 나타내고 있다는 것을 확인할 수 있었다.In addition, Examples 1-1 and 2-1, which are retardation films of a stretched form, are lower than those of Comparative Examples 1-3, which are hybrid type discotic coating types, which are difficult to manage the slow axis of the retardation film. It was confirmed that the transmittance was shown.

따라서, 종래의 하이브리드형 위상차 필름을 적용한 액정표시장치(비교예 1-3)에 비해 본 발명의 이축연신(Biaxial) 위상차 필름을 적용한 경우(실시예 1-1 및 실시예 2-1) 상하 또는 수평 시야각이 넓으며 높은 정면대비비(Contrast Ratio)의 구현이 가능하다는 것을 확인할 수 있다.Accordingly, when the biaxial retardation film of the present invention is applied (Examples 1-1 and 2-1) compared to a liquid crystal display device (Comparative Examples 1-3) to which a hybrid type retardation film is applied (Examples 1-1 and 2-1), It can be seen that the horizontal viewing angle is wide and high contrast ratio can be realized.

비교예 2 : 상하 방향으로 광시야각을 갖는 TN 액정표시장치의 제조Comparative Example 2 Fabrication of TN Liquid Crystal Display Device Having Wide Viewing Angle in Up and Down Directions

비교예 2-1Comparative Example 2-1

상기 실시예 2-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면 위상차값(R0)가 160nm이고 굴절률비(NZ)가 1.4인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.The liquid crystal and polarizing plate having the same rubbing direction, cell gap and refractive index anisotropy as in Example 2-1 were applied, and the first and second retardation films had a front retardation value (R0) of 160 nm and a refractive index. The liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 1.4.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 31과 같은 결과를 얻었다. 이는 실시예 2-1 내지 실시예 2-6에 비해 주시야각 1에서 암(Black)상태의 투과율이 높아 상하 시야각이 상대적으로 좁다는 것을 확인 할 수 있었다.As a result of performing the visibility omnidirectional permeability simulation, the result as shown in FIG. 31 was obtained. It was confirmed that the upper and lower viewing angles are relatively narrow because the transmittance of the black state at the viewing angle 1 is higher than that of Examples 2-1 to 2-6.

비교예 2-2Comparative Example 2-2

상기 실시예 2-1과 동일한 러빙방향, 셀 갭(Cell gap) 및 굴절률 이방성을 가지는 액정 및 편광판 구성을 적용해 실시하되, 제1 및 제2위상차 필름으로 정면 위상차값(R0)가 50nm이고 굴절률비(NZ)가 5.5인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.The liquid crystal and polarizing plate having the same rubbing direction, cell gap and refractive index anisotropy as in Example 2-1 were applied, and the first and second retardation films had a front phase difference value R0 of 50 nm and a refractive index. A liquid crystal display device was manufactured using a ratio NZ of 5.5.

시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 하기 도 32와 같은 결과를 얻었다. 이는 실시예 2-1 내지 실시예 2-6에 비해 주시야각 1에서 암(Black)상태의 투과율이 높아 상하 시야각이 상대적으로 좁다는 것을 확인 할 수 있었다.As a result of performing the visibility omnidirectional permeability simulation, the result as shown in FIG. 32 was obtained. It was confirmed that the upper and lower viewing angles are relatively narrow because the transmittance of the black state at the viewing angle 1 is higher than that of Examples 2-1 to 2-6.

비교예 2-3Comparative Example 2-3

상기 비교예 1-3과 동일하게 실시하되, 위상차 필름을 제거하고 액정표시장치를 제조하였다. 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션을 실시한 결과, 도 34와 같았다.A liquid crystal display was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1-3, except that the retardation film was removed. It was as FIG. 34 as a result of the visibility visibility omnidirectional transmittance simulation.

또한 도 35는 상기 실시예 2-1과 비교예 1-3, 비교예 2-3의 액정표시장치를 사용하여 주시야각 1(θ=60°, Φ=90°)에서 색 재현 범위를 비교한 것으로 본 발명에 따른 실시예 2-1이 경사면(주시야각 1)에서 색 재현 범위가 넓음을 확인할 수 있었다.In addition, FIG. 35 compares the color reproduction range at the viewing angle 1 (θ = 60 °, Φ = 90 °) using the liquid crystal display device of Example 2-1, Comparative Examples 1-3, and Comparative Example 2-3. It was confirmed that Example 2-1 according to the present invention has a wide color reproduction range on the inclined surface (main viewing angle 1).

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 트위스트네마틱 모드 액정표시장치는 우수한 색감으로 좋은 화질을 제공할 수 있고, 높은 시야각 특성이 요구되는 액정디스플레이에 적용될 수 있다.As described above, the twisted nematic mode liquid crystal display device according to the present invention can provide good image quality with excellent color and can be applied to a liquid crystal display requiring high viewing angle characteristics.

도 1(a),(b)는 본 발명에 따른 트위스트네마틱(TN) 액정표시장치의 구조를 일례로 나타낸 사시도이고,1 (a) and 1 (b) are perspective views showing, as an example, the structure of a twisted nematic (TN) liquid crystal display device according to the present invention;

도 2(a),(b)는 시인 쪽(백라이트 유닛 반대쪽)에서 볼 때 제1편광판쪽 기판에 인접한 액정의 방향(31), 제2편광판쪽 기판에 인접한 액정의 방향(32), 제1편광판의 흡수축(12) 및 제2편광판의 흡수축(22)을 나타낸 모식도이고,2 (a) and 2 (b) show a direction 31 of the liquid crystal adjacent to the first polarizing plate side substrate, a direction 32 of the liquid crystal adjacent to the second polarizing plate side substrate when viewed from the viewer side (opposite to the backlight unit). It is a schematic diagram which shows the absorption axis 12 of a polarizing plate, and the absorption axis 22 of a 2nd polarizing plate,

도 3은 TN모드 액정표시장치에서 액정셀에 전압을 인가했을 때 액정의 틸트(Tilt)각의 분포를 나타낸 그래프이고,3 is a graph illustrating a distribution of tilt angles of liquid crystals when a voltage is applied to the liquid crystal cell in the TN mode liquid crystal display device.

도 4는 TN모드 액정표시장치에서 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -45° 시인쪽 액정의 러빙방향이 45°로 설계된 경우 액정셀에 전압을 인가했을 때 액정의 방향 각의 분포를 나타낸 그래프이고,FIG. 4 is a graph illustrating a distribution of the direction angles of liquid crystals when a voltage is applied to the liquid crystal cell when the rubbing direction of the backlight liquid crystal is designed to be 45 ° in a TN mode liquid crystal display device.

도 5는 TN 모드 액정표시장치에서 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 45° 시인쪽 액정의 러빙방향이 135°로 설계된 경우 액정셀에 전압을 인가했을 때 액정의 방향각을 나타낸 그래프이고,FIG. 5 is a graph illustrating a direction angle of liquid crystal when a voltage is applied to the liquid crystal cell when the rubbing direction of the backlight liquid crystal is designed to be 135 ° in a TN mode liquid crystal display device.

도 6은 TN 모드 액정표시장치에서 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -135° 시인쪽 액정의 러빙방향이 -45°로 설계된 경우 액정셀에 전압을 인가했을 때 액정의 방향각을 나타낸 그래프이고,FIG. 6 is a graph showing the direction angle of liquid crystal when voltage is applied to the liquid crystal cell when the rubbing direction of the backlight liquid crystal is -135 ° and the rubbing direction of the liquid crystal cell is -45 °.

도 7은 액정의 틸트(Tilt)각의 정의를 설명하기 위한 모식도이고,7 is a schematic view for explaining the definition of the tilt angle of the liquid crystal.

도 8은 본 발명에서 액정표시장치를 시인측에서 바라볼 때의 시선의 방향을 원형 좌표계에서 θ, Φ로 표현하는 것을 설명하기 위한 모식도이고,FIG. 8 is a schematic view for explaining the direction of the line of sight when the liquid crystal display device is viewed from the viewer's side in the present invention in terms of θ and Φ in a circular coordinate system.

도 9는 본 발명에 따른 위상차 필름의 굴절률 방향을 설명하기 위한 모식도이고,9 is a schematic view for explaining the refractive index direction of the retardation film according to the present invention,

도 10은 본 발명에서 도 1의 편광자(11,21) 및 TN 액정셀(30)을 배치(위상차 필름 제외)하고 전압을 인가한 경우의 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,FIG. 10 illustrates the results of visibility and omnidirectional transmittance simulation results in the case where the polarizers 11 and 21 and the TN liquid crystal cell 30 of FIG. 1 are disposed (excluding the phase difference film) and voltage is applied thereto.

도 11은 본 발명에 따른 롤 상태의 필름을 제조하는 과정에서 사용되는 MD 방향을 나타내는 모식도이고,11 is a schematic view showing the MD direction used in the process of producing a film of a roll state according to the present invention,

도 12는 본 발명의 실시예 1-1에 따른 편광상태 변화를 주시야각 1(θ=60°, Φ=90°) 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,12 is a representation of a change in polarization state according to Example 1-1 of the present invention on a Poangcare sphere in a viewing angle of 1 (θ = 60 °, Φ = 90 °),

도 13은 본 발명의 실시예 1-1에 따른 편광상태 변화를 주시야각 2(θ=60°, Φ=0°) 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,FIG. 13 illustrates changes in polarization state according to Example 1-1 of the present invention on a Poincare Sphere at a viewing angle 2 (θ = 60 °, Φ = 0 °),

도 14는 본 발명의 실시예 2-1에 따른 편광상태 변화를 주시야각 1(θ=60°, Φ=90°) 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,FIG. 14 illustrates changes in polarization state according to Example 2-1 of the present invention on a Poincare Sphere at a viewing angle of 1 (θ = 60 ° and Φ = 90 °).

도 15는 본 발명의 실시예 2-1에 따른 편광상태 변화를 주시야각 2(θ=60°, Φ=0°) 방향에서 푸앙카레구(Poincare Sphere)상에 표현한 것이고,FIG. 15 illustrates changes in polarization state according to Example 2-1 of the present invention on a Poincare Sphere at a viewing angle 2 (θ = 60 °, Φ = 0 °),

도 16은 본 발명의 실시예 1-1에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,FIG. 16 shows the results of the visibility omnidirectional permeability simulation according to Example 1-1 of the present invention.

도 17은 본 발명의 실시예 1-2에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,FIG. 17 illustrates the results of the visibility omnidirectional permeability simulation according to Example 1-2 of the present invention.

도 18은 본 발명의 실시예 1-3에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결 과를 나타낸 것이고,FIG. 18 illustrates the results of the visibility omnidirectional permeability simulation according to Examples 1-3 of the present invention.

도 19는 본 발명의 실시예 1-4에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,19 shows the results of the visibility omnidirectional permeability simulation according to Examples 1-4 of the present invention.

도 20은 본 발명의 실시예 1-5에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,20 illustrates the results of the visibility omnidirectional permeability simulation according to Example 1-5 of the present invention.

도 21은 본 발명의 실시예 2-1에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,FIG. 21 is a view illustrating a simulation result of visibility of transmittance according to Example 2-1 of the present invention;

도 22는 본 발명의 실시예 2-2에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,FIG. 22 illustrates the results of visibility omnidirectional permeability simulation according to Example 2-2 of the present invention.

도 23은 본 발명의 실시예 2-3에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,FIG. 23 shows the results of visibility simulation omni permeability simulation according to Example 2-3 of the present invention.

도 24는 본 발명의 실시예 2-4에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,24 shows the results of the visibility omnidirectional transmittance simulation according to Example 2-4 of the present invention.

도 25는 본 발명의 실시예 2-5에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,25 is a diagram showing the results of the visibility omnidirectional transmittance simulation according to Example 2-5 of the present invention;

도 26은 본 발명의 실시예 2-6에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,FIG. 26 shows the results of the visibility omnidirectional permeability simulation according to Examples 2-6 of the present invention.

도 27은 본 발명의 비교예 1-1에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,FIG. 27 shows the results of simulation of visibility of omnidirectional transparency according to Comparative Example 1-1 of the present invention.

도 28은 본 발명의 비교예 1-2에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결 과를 나타낸 것이고,28 shows the results of the visibility omnidirectional permeability simulation according to Comparative Example 1-2 of the present invention,

도 29는 본 발명의 비교예 1-3에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.FIG. 29 is a view illustrating a simulation result of visibility of transmittance according to Comparative Examples 1-3 of the present invention.

도 30은 실시예 1-1과 비교예 1-3의 암(Black)상태 수평방향에서의 입사각 변화에 따른 투과도를 비교한 것이고,30 is a comparison of the transmittance according to the change in the incident angle in the horizontal direction of the black state of Example 1-1 and Comparative Example 1-3,

도 31은 본 발명의 비교예 2-1에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,31 is a view illustrating the results of visibility omnidirectional permeability simulation according to Comparative Example 2-1 of the present invention;

도 32는 본 발명의 비교예 2-2에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,32 shows the results of the visibility omnidirectional permeability simulation according to Comparative Example 2-2 of the present invention,

도 33는 본 발명의 실시예 2-1과 비교예 1-3의 상하 방향에 대한 투과율을 나타낸 것이고,33 shows the transmittance in the vertical direction of Example 2-1 and Comparative Example 1-3 of the present invention,

도 34는 본 발명의 비교예 2-3에 따른 시감도 전방위 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고,FIG. 34 shows the simulation results of visibility of omnidirectional transparency according to Comparative Example 2-3 of the present invention.

도 35는 본 발명의 실시예 2-1, 비교예 1-3 및 비교예 2-3을 주시야각 1(θ=60°, Φ=90°) 방향에서 각각의 색재현 범위를 측정한 결과를 나타낸 것이다.35 shows the results of measuring the respective color reproduction ranges in the viewing angle 1 (θ = 60 °, Φ = 90 °) in Example 2-1, Comparative Example 1-3 and Comparative Example 2-3 of the present invention. It is shown.

Claims (10)

각각 위상차 필름, 편광자 및 보호필름의 순으로 적층된 제1편광판과 제2편광판 및 액정셀을 포함하는 트위스트네마틱 모드 액정표시장치로서,A twisted nematic mode liquid crystal display device comprising a first polarizing plate, a second polarizing plate, and a liquid crystal cell stacked in the order of a retardation film, a polarizer, and a protective film, respectively, 제1편광판과 제2편광판의 각 편광자의 흡수축은 서로 직교하고,Absorption axes of the polarizers of the first and second polarizing plates are perpendicular to each other, 제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 정면 위상차값(R0)이 50 내지 150㎚이고 굴절률비(NZ)가 1<NZ≤5이며, 지상축이 인접한 편광자의 흡수축과 서로 직교하게 배치되며,Each of the retardation films of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a front retardation value R0 of 50 to 150 nm, a refractive index ratio NZ of 1 <NZ ≤ 5, and a slow axis is disposed perpendicular to an absorption axis of adjacent polarizers. , 액정셀은 전압인가 시 입사각이 60°이하일 때 액정셀의 두께방향의 정중앙에서 한 쪽 기판까지의 최대 위상차값이 300nm 이하이며, 액정의 러빙방향이 각각 인접한 편광자의 흡수축과 서로 평행하도록 구성된 트위스트네마틱 모드 액정표시장치.The liquid crystal cell has a maximum phase difference value of 300 nm or less from the center of the thickness direction of the liquid crystal cell to one substrate when the angle of incidence is 60 ° or less when the voltage is applied. Nematic mode liquid crystal display. 청구항 1에 있어서, 제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 정면 위상차값(RO)이 50 내지 120nm이고 굴절률비(NZ)가 1.4<NZ<4.2인 트위스트네마틱 모드 액정표시장치.The twisted nematic mode liquid crystal display device according to claim 1, wherein each of the retardation films of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a front retardation value (RO) of 50 to 120 nm and a refractive index ratio (NZ) of 1.4 <NZ <4.2. 청구항 1에 있어서, 제1편광판 및 제2편광판의 각 위상차 필름은 정면 위상 차값(RO)이 60 내지 90nm이고 굴절률비(NZ)가 1.5<NZ<2.7인 트위스트네마틱 모드 액정표시장치.The twisted nematic mode liquid crystal display device according to claim 1, wherein each of the retardation films of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a front phase difference value (RO) of 60 to 90 nm and a refractive index ratio (NZ) of 1.5 <NZ <2.7. 청구항 1에 있어서, 제1편광판과 제2편광판의 각 위상차 필름은 연신 타입의 위상차 필름인 트위스트네마틱 모드 액정표시장치.The twisted nematic mode liquid crystal display device according to claim 1, wherein each of the retardation films of the first polarizing plate and the second polarizing plate is a retardation film of a stretch type. 청구항 1에 있어서, 편광자의 흡수축은 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때, 0 내지 180°에 위치하도록 설계된 것인 트위스트네마틱 모드 액정표시장치.The twisted nematic mode liquid crystal display device according to claim 1, wherein the absorption axis of the polarizer is designed to be positioned at 0 to 180 degrees when the counterclockwise direction is made in the positive (+) direction with respect to the right horizontal direction on the viewing side. 청구항 1에 있어서, 액정셀은 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 45°, 시인측 액정의 러빙방향이 -45°가 되도록 설계되거나, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -45°, 시인측 액정의 러빙방향이 45°가 되도록 설계된 것인 트위스트네마틱 모드 액정표시장치.The liquid crystal cell of claim 1, wherein the rubbing direction of the backlight-side liquid crystal is 45 ° and the rubbing direction of the viewing liquid crystal is -45 ° when the counterclockwise direction is positive (+) relative to the right horizontal direction of the viewer side. Or a rubbing direction of the backlight-side liquid crystal is -45 °, and a rubbing direction of the viewer-side liquid crystal is 45 °. 청구항 1에 있어서, 액정셀은 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 45°, 시인측 액정의 러빙방향이 135°가 되도록 설계되거나, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -135°, 시인측 액정의 러빙방향이 -45°가 되도록 설계된 것인 트위스트네마틱 액정표시장치.The liquid crystal cell of claim 1, wherein the rubbing direction of the backlight-side liquid crystal is 45 ° and the rubbing direction of the viewer-side liquid crystal is 135 ° when the counterclockwise direction is positive (+) with respect to the right horizontal direction of the viewer side. Or a rubbing direction of the liquid crystal on the backlight side is -135 °, and a rubbing direction of the viewing liquid crystal is -45 °. 청구항 1에 있어서, 액정셀은 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 135°, 시인측 액정의 러빙방향이 45°가 되도록 설계되거나, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -45°, 시인측 액정의 러빙방향이 -135°가 되도록 설계된 것인 트위스트네마틱 액정표시장치.The liquid crystal cell of claim 1, wherein the rubbing direction of the backlight-side liquid crystal is 135 ° and the rubbing direction of the viewer-side liquid crystal is 45 °, Or a rubbing direction of the backlight-side liquid crystal is -45 °, and a rubbing direction of the viewer-side liquid crystal is -135 °. 청구항 1에 있어서, 액정셀은 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 135°, 시인측 액정의 러빙방향이 -135°가 되도록 설계되거나, 백라이트쪽 액정의 러빙방향이 -135°, 시인측 액정의 러빙방향이 135°가 되도록 설계된 것인 트위스트네마틱 액정표시장치.The liquid crystal cell of claim 1, wherein when the counterclockwise direction is positive (+) with respect to the right horizontal direction of the viewer side, the rubbing direction of the backlight-side liquid crystal is 135 °, and the rubbing direction of the viewer-side liquid crystal is -135 °. Or a rubbing direction of the backlight-side liquid crystal is -135 °, and a rubbing direction of the viewer-side liquid crystal is 135 °. 청구항 1에 있어서, 액정셀은 셀 갭(Cell gap)이 2 내지 10㎛이고, 액정의 굴절률차(△n=ne-no)는 0.2 이하인 트위스트네마틱 액정표시장치.The twisted nematic liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal cell has a cell gap of 2 to 10 μm, and a refractive index difference (Δn = n e −n o ) of the liquid crystal is 0.2 or less.
KR1020090071649A 2008-08-20 2009-08-04 Twist nematic liquid crystal display with wideviewing KR20100022919A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080081232 2008-08-20
KR1020080081232 2008-08-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100022919A true KR20100022919A (en) 2010-03-03

Family

ID=42175330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090071649A KR20100022919A (en) 2008-08-20 2009-08-04 Twist nematic liquid crystal display with wideviewing

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100022919A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012005455A2 (en) * 2010-07-09 2012-01-12 동우화인켐 주식회사 Polarizing glasses
KR20170097146A (en) * 2014-12-25 2017-08-25 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 Liquid crystal display
KR20200085631A (en) * 2019-01-07 2020-07-15 동우 화인켐 주식회사 Liquid crystal display

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012005455A2 (en) * 2010-07-09 2012-01-12 동우화인켐 주식회사 Polarizing glasses
WO2012005455A3 (en) * 2010-07-09 2012-04-05 동우화인켐 주식회사 Polarizing glasses
KR20170097146A (en) * 2014-12-25 2017-08-25 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 Liquid crystal display
KR20200085631A (en) * 2019-01-07 2020-07-15 동우 화인켐 주식회사 Liquid crystal display

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI546576B (en) A coupled polarizing plate set and in-plane switching mode liquid crystal display including the same
KR101605031B1 (en) In-plane switching mode liquid crystal display
KR20110066255A (en) In-plane switching mode liquid crystal display
KR101565010B1 (en) Polarizer and in-plane switching mode liquid crystal display comprising the same
KR101632611B1 (en) A laminated polarizer set and blue phase liquid crystal mode liquid crystal display comprising the same
KR20090117641A (en) In-plane switching liquid crystal display comprising biaxial retardation film with negative refractive property and biaxial retardation film with positive refractive property
KR101632610B1 (en) A laminated polarizer set and blue phase liquid crystal mode liquid crystal display comprising the same
KR20100101981A (en) Narrowviewing liquid crystal display
KR101576220B1 (en) In-plane switching mode liquid crystal display
KR20100022919A (en) Twist nematic liquid crystal display with wideviewing
KR101565009B1 (en) Bottom plate polarizer and in-plane switching mode liquid crystal display comprising the same
KR20100060091A (en) Upper plate polarizer and in-plane switching mode liquid crystal display comprising the same
KR101512711B1 (en) Retardation film and wideviewing twist nematic liquid crystal display comprising the same
KR20100060092A (en) Upper plate polarizer and in-plane switching mode liquid crystal display comprising the same
KR101486748B1 (en) Upper plate polarizer and in-plane switching mode liquid crystal display comprising the same
KR20090056210A (en) In-plane switching liquid crystal display having retardation film
KR20110101854A (en) Twist nematic liquid crystal display
KR20100058884A (en) Complex retardation film and wideviewing twist nematic liquid crystal display comprising the same
KR20100071255A (en) Bottom plate polarizer and in-plane switching mode liquid crystal display comprising the same
KR20100071457A (en) Bottom plate polarizer and in-plane switching mode liquid crystal display comprising the same
KR20090101871A (en) In-plane switching liquid crystal display comprising biaxial retardation film with negative refractive property and protective film with negative c-plate property
KR20110012129A (en) Method for controlling phase differences for a vertical alignment mode liquid crystal display and liquid crystal display using the same
KR20100071254A (en) Bottom plate polarizer and in-plane switching mode liquid crystal display comprising the same
KR101629742B1 (en) In-plane switching mode liquid crystal display
KR101512710B1 (en) Wideviewing vertical align liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application