KR20130043016A - Liquid crystal display device having wide viewing angel - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A liquid crystal display device having a wide viewing angle is provided to change the polarization characteristic of the light passing through the liquid crystal display device, by using an insulating layer having a compensation characteristic. CONSTITUTION: A first insulating layer(124) having positive C-compensation function is formed in a first substrate(120) having a thin film transistor. A second insulating layer(126) is formed on the first insulating layer having a pixel electrode(105). The second insulating layer is formed between the pixel electrode and a common electrode(107). A biaxial compensation film(150) is arranged under the first substrate. A first polarizing plate(162) is arranged in a lower part. A second polarizing plate(164) is arranged over a second substrate(130).

Description

광시야각 액정표시소자{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING WIDE VIEWING ANGEL}Wide viewing angle liquid crystal display device {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING WIDE VIEWING ANGEL}

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 광학보상층을 구비하여 시야각특성을 향상시킬 수 있는 액정표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having an optical compensation layer to improve viewing angle characteristics.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.2. Description of the Related Art Recently, various portable electronic devices such as a mobile phone, a PDA, and a notebook computer have been developed. Accordingly, there is a growing need for a flat panel display device for a light and small size. Such flat panel displays are being actively researched, such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), FED (Field Emission Display), VFD (Vacuum Fluorescent Display), but mass production technology, ease of driving means, Liquid crystal display devices (LCDs) are in the spotlight for reasons of implementation.

이러한 액정표시소자는 액정분자의 배열에 따라 다양한 표시모드가 존재하지만, 현재에는 흑백표시가 용이하고 응답속도가 빠르며 구동전압이 낮다는 장점때문에 주로 TN모드의 액정표시소자가 사용되고 있다. 이러한 TN모드 액정표시소자에서는 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직으로 배향된다. 따라서, 액정분자의 굴절율 이방성(refractive anisotropy)에 의해 전압의 인가시 시야각이 좁아진다는 문제가 있었다.Such liquid crystal display devices have various display modes according to the arrangement of liquid crystal molecules. However, TN mode liquid crystal display devices are mainly used because of the advantages of easy monochrome display, fast response speed, and low driving voltage. In such a TN mode liquid crystal display device, liquid crystal molecules aligned horizontally with the substrate are almost perpendicular to the substrate when a voltage is applied. Therefore, there is a problem that the viewing angle is narrowed upon application of voltage due to the refractive anisotropy of the liquid crystal molecules.

이러한 시야각문제를 해결하기 위해, 근래 광시야각특성(wide viewing angle characteristic)을 갖는 각종 모드의 액정표시소자가 제안되고 있지만, 그중에서도 횡전계모드(In Plane Switching Mode)의 액정표시소자가 실제 양산에 적용되어 생산되고 있다. 상기 IPS모드 액정표시소자는 화소내에 평행으로 배열된 적어도 한쌍의 전극을 형성하여 기판과 실질적으로 평행한 횡전계를 형성함으로써 액정분자를 평면상으로 배향시키는 것이다.In order to solve this viewing angle problem, liquid crystal display devices of various modes having wide viewing angle characteristics have recently been proposed, but among them, the liquid crystal display device of the lateral field mode (In Plane Switching Mode) is applied to actual production. It is produced. The IPS mode liquid crystal display device aligns liquid crystal molecules in a plane by forming at least one pair of electrodes arranged in parallel in a pixel to form a transverse electric field substantially parallel to the substrate.

도 1은 종래 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면으로, 도 1(a)는 평면도이고 도 1(b)는 도 1(a)의 I-I'선 단면도이다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 액정패널(1)의 화소는 종횡으로 배치된 게이트라인(3) 및 데이터라인(4)에 의해 정의된다. 도면에는 비록 (n,m)번째의 화소만을 도시하고 있지만 실제의 액정패널(1)에는 상기한 게이트라인(3)과 데이터라인(4)이 각각 n개 및 m개 배치되어 액정패널(1) 전체에 걸쳐서 n×m개의 화소를 형성한다. 상기 화소내의 게이트라인(3)과 데이터라인(4)의 교차영역에는 박막트랜지스터(10)가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(10)는 게이트라인(3)으로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(11)과, 상기 게이트전극(11) 위에 형성되어 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층(12)과, 상기 반도체층(12) 위에 형성되어 데이터라인(4)을 통해 화상신호가 인가되는 소스전극(13) 및 드레인전극(14)으로 구성되어 외부로부터 입력되는 화상신호를 액정층에 인가한다.FIG. 1 is a view showing the structure of a conventional IPS mode liquid crystal display device, in which FIG. 1 (a) is a plan view and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line II ′ of FIG. 1 (a). As shown in FIG. 1A, the pixels of the liquid crystal panel 1 are defined by gate lines 3 and data lines 4 arranged vertically and horizontally. Although only the (n, m) th pixels are shown in the drawing, in the liquid crystal panel 1, n and m gate lines 3 and data lines 4 are disposed, respectively, and thus the liquid crystal panel 1 is disposed. N x m pixels are formed throughout. The thin film transistor 10 is formed at the intersection of the gate line 3 and the data line 4 in the pixel. The thin film transistor 10 includes a gate electrode 11 to which a scan signal is applied from the gate line 3, and a semiconductor layer formed on the gate electrode 11 and activated as a scan signal is applied to form a channel layer. 12 and a source electrode 13 and a drain electrode 14 formed on the semiconductor layer 12 and to which an image signal is applied through the data line 4. The image signal input from the outside is applied to the liquid crystal layer. do.

화소내에는 데이터라인(4)과 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 공통전극(5)과 화소전극(7)이 배치되어 있다. 또한, 화소의 중간에는 상기 공통전극(5)과 접속되는 공통라인(16)이 배치되어 있으며, 상기 공통라인(16) 위에는 화소전극(7)과 접속되는 화소전극라인(18)이 배치되어 상기 공통라인(16)과 오버랩되어 있다. 상기 공통라인(16)과 화소전극라인(18)의 오버랩에 의해 횡전계모드 액정표시소자에는 축적용량(storage capacitance)이 형성된다.In the pixel, a plurality of common electrodes 5 and a pixel electrode 7 are arranged substantially parallel to the data line 4. In addition, a common line 16 connected to the common electrode 5 is disposed in the middle of the pixel, and a pixel electrode line 18 connected to the pixel electrode 7 is disposed on the common line 16. It overlaps with the common line 16. Storage capacitance is formed in the transverse electric field mode liquid crystal display by overlapping the common line 16 and the pixel electrode line 18.

상기와 같이, 구성된 IPS모드 액정표시소자에서 액정분자는 공통전극(5) 및 화소전극(7)과 실질적으로 평행하게 배향되어 있다. 박막트랜지스터(10)가 작동하여 화소전극(7)에 신호가 인가되면, 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에는 액정패널(1)과 실질적으로 평행한 횡전계가 발생하게 된다. 액정분자는 상기 횡전계를 따라 동일 평면상에서 회전하게 되므로, 액정분자의 굴절율 이방성에 의한 계조반전을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the configured IPS mode liquid crystal display device, the liquid crystal molecules are oriented substantially in parallel with the common electrode 5 and the pixel electrode 7. When the thin film transistor 10 is operated to apply a signal to the pixel electrode 7, a transverse electric field substantially parallel to the liquid crystal panel 1 is generated between the common electrode 5 and the pixel electrode 7. Since the liquid crystal molecules rotate on the same plane along the transverse electric field, gray level inversion due to the refractive anisotropy of the liquid crystal molecules can be prevented.

상기한 구조의 종래 IPS모드 액정표시소자를 도 1(b)의 단면도를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The conventional IPS mode liquid crystal display device having the above structure will be described in more detail with reference to the cross-sectional view of FIG.

도 1(b)에 도시된 바와 같이, 제1기판(20) 위에는 게이트전극(11)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 게이트절연층(22)이 적층되어 있다. 상기 게이트절연층(22) 위에는 반도체층(12)이 형성되어 있으며, 그 위에 소스전극(13) 및 드레인전극(14)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 보호층(passivation layer;24)이 형성되어 있으며, 그 위에 러빙 등의 방법에 의해 액정분자를 특정 방향으로 배향하기 위한 배향방향이 결정된 제1배향막(28a)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1B, a gate electrode 11 is formed on the first substrate 20, and a gate insulating layer 22 is stacked over the entire first substrate 20. The semiconductor layer 12 is formed on the gate insulating layer 22, and the source electrode 13 and the drain electrode 14 are formed thereon. In addition, a passivation layer 24 is formed over the entire first substrate 20, and a first alignment layer having an alignment direction for determining liquid crystal molecules in a specific direction by a method such as rubbing on the first substrate 20. 28a) is formed.

또한, 상기 제1기판(20) 위에는 복수의 공통전극(5)이 형성되어 있고 게이트절연층(22) 위에는 화소전극(7) 및 데이터라인(4)이 형성되어, 상기 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에 횡전계(E)가 발생한다.In addition, a plurality of common electrodes 5 are formed on the first substrate 20, and a pixel electrode 7 and a data line 4 are formed on the gate insulating layer 22 to form the common electrode 5. The transverse electric field E is generated between the pixel electrodes 7.

제2기판(30)에는 블랙매트릭스(32)와 컬러필터층(34)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(32)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(10) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(34)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다. 컬러필터층(34) 위에는 상기 컬러필터층(34)을 보호하고 기판의 평탄성을 향상시키기 위한 오버코트층(overcoat layer;36)가 형성되어 있으며, 그위에 배향방향이 결정된 제2배향막(28b)이 형성되어 있다.The black matrix 32 and the color filter layer 34 are formed on the second substrate 30. The black matrix 32 is to prevent light leakage into an area where the liquid crystal molecules do not operate. As shown in the drawing, the black matrix 32 is formed between the region of the thin film transistor 10 and between the pixel and the pixel (ie, the gate line and the data line). Area). The color filter layer 34 is composed of R (Red), B (Blue), and G (Green) to realize actual colors. An overcoat layer 36 is formed on the color filter layer 34 to protect the color filter layer 34 and to improve flatness of the substrate, and a second alignment layer 28b having an alignment direction determined thereon is formed thereon. have.

상기 제1기판(20) 및 제2기판(30) 사이에는 액정층(40)이 형성되어 액정패널(1)이 완성된다.The liquid crystal layer 40 is formed between the first substrate 20 and the second substrate 30 to complete the liquid crystal panel 1.

상기한 바와 같이, IPS모드 액정표시소자에서는 기판(20)과 게이트절연층(22)에 각각 형성된 공통전극(5)과 화소전극(7)에 의해 액정층(40) 내부에 횡전계가 발생하여 액정층(40) 내부의 액정분자를 평면상에서 회전하게 되므로, 액정분자의 굴절율 이방성에 의한 계조반전을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the IPS mode liquid crystal display device, a transverse electric field is generated inside the liquid crystal layer 40 by the common electrode 5 and the pixel electrode 7 formed on the substrate 20 and the gate insulating layer 22, respectively. Since the liquid crystal molecules inside the liquid crystal layer 40 are rotated on a plane, gray level inversion due to refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules can be prevented.

그러나, 상기와 같은 IPS모드 액정표시소자에는 다음과 같은 문제가 있다. 즉, IPS모드 액정표시소자에서는 액정분자가 횡전계를 따라 동일 평면상에서 회전하게 되므로, 액정분자의 굴절율 이방성에 의한 계조반전을 방지할 수 있게 되어 상하방향이나 좌우방향의 시야각특성이 향상되지만 화면의 대각선방향에서의 시야각특성은 향상되지 않는 문제가 있었다.However, the IPS mode liquid crystal display device as described above has the following problems. That is, in the IPS mode liquid crystal display device, since the liquid crystal molecules rotate on the same plane along the transverse electric field, the gray scale inversion due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules can be prevented. The viewing angle characteristic in the diagonal direction did not improve.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 액정패널 내에 보상특성을 갖는 절연층을 형성하여 액정표시소자를 투과하는 광의 편광특성을 변경함으로써 대각선방향에서의 시야각특성을 향상시킬 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and by forming an insulating layer having compensation characteristics in the liquid crystal panel to change the polarization characteristics of the light passing through the liquid crystal display element, the liquid crystal display element which can improve the viewing angle characteristic in the diagonal direction. The purpose is to provide.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명이 제1실시예에 따른 액정표시소자는 박막트랜지스터가 형성된 제1기판, 컬러필터가 형성된 제2기판, 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정패널; 상기 제1기판에 형성되고 두께방향의 위상차값이 Rth=80~200nm인 c-보상특성을 갖는 유전물질로 형성된 제1절연층; 상기 액정패널의 상하부에 위치하여 입사되는 광을 편광시키는 제1편광판 및 제2편광판; 및 상기 액정패널 하부에 제1편광판과 액정패널 사이에 배치되어 액정패널로 공급되는 광의 편광상태를 변경시키며, 수평방향의 위상차값 Re=60~14nm이고 두께방향의 위상차값 Rth=80~160nm인 이축 보상필름으로 구성되며, 여기서 상기 Re=(nx-ny)d이고 Rth=(nx-nz)d이고 nx, ny 및 nz는 각각 x축방향의 굴절률, y축방향의 굴절률 및 z축방향의 굴절률인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention comprises a liquid crystal layer formed between a first substrate having a thin film transistor, a second substrate having a color filter, a first substrate and a second substrate. A liquid crystal panel comprising; A first insulating layer formed on the first substrate and formed of a dielectric material having a c-compensation characteristic in which the retardation value in the thickness direction is Rth = 80 to 200 nm; First and second polarizing plates positioned above and below the liquid crystal panel to polarize incident light; And a polarization state of light that is disposed between the first polarizing plate and the liquid crystal panel below the liquid crystal panel and changes the polarization state of the light supplied to the liquid crystal panel, and has a horizontal retardation value of Re = 60 to 14 nm and a thickness retardation value of Rth = 80 to 160 nm. Biaxial compensation film, wherein Re = (n x -n y ) d and Rth = (n x -n z ) d and n x , n y and n z are the refractive indexes in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively. It is characterized by the refractive index of and the refractive index of the z-axis direction.

상기 제1편광판 및 제2편광판의 흡수축은 서로 수직이며, 이축필름의 광학축은 제1편광판의 광흡수축과 수직으로 형성된다. 또한, 액정패널의 러빙방향은 제1편광판의 광흡수축과 평행하다.Absorption axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate are perpendicular to each other, and the optical axis of the biaxial film is formed perpendicular to the light absorption axis of the first polarizing plate. In addition, the rubbing direction of the liquid crystal panel is parallel to the light absorption axis of the first polarizing plate.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자는 박막트랜지스터가 형성된 제1기판, 컬러필터가 형성된 제2기판, 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정패널; 제2기판에 형성되며, 수평방향의 위상차값이 Re=40~160nm인 A-보상특성을 갖는 유전물질로 이루어져, 입사되는 광의 편광특성을 변경시키는 제1오버코트층; 상기 제1오버코트층 위에 형성되며, 두께방향의 위상차값이 Rth=40~200nm인 c-보상특성을 갖는 유전물질로 이루어져, 입사되는 광의 편광특성을 변경시켜 제1오버코트층으로 출력하는 제2오버코트층; 및 상기 액정패널의 상하부에 위치하여 입사되는 광을 편광시키는 제1편광판 및 제2편광판으로 구성되며, 여기서 상기 Re=(nx-ny)d이고 Rth=(nx-nz)d이고 nx, ny 및 nz는 각각 x축방향의 굴절률, y축방향의 굴절률 및 z축방향의 굴절률인 것을 특징으로 한다.In addition, the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel including a liquid crystal layer formed between a first substrate having a thin film transistor, a second substrate having a color filter, a first substrate and a second substrate; A first overcoat layer formed on the second substrate, the first overcoat layer being made of a dielectric material having an A-compensation characteristic having a retardation value in a horizontal direction of Re = 40 to 160 nm to change the polarization characteristic of incident light; A second overcoat formed on the first overcoat layer and made of a dielectric material having a c-compensation characteristic having a thickness retardation value of Rth = 40 to 200 nm to change the polarization characteristic of incident light and output the same to the first overcoat layer. layer; And a first polarizing plate and a second polarizing plate which are positioned above and below the liquid crystal panel to polarize the incident light, wherein Re = (n x -n y ) d and Rth = (n x -n z ) d. n x , n y and n z are each characterized by a refractive index in the x-axis direction, a refractive index in the y-axis direction, and a refractive index in the z-axis direction.

본 발명은 액정패널 내에 보상특성을 갖는 절연층을 형성하여 액정패널로 입사된 편광된 광의 편광특성을 변경한다. 이와 같은 편광특성의 변경에 의해 제2편광판으로 입사되는 광의 광학축이 제2편광판의 흡수축과 일치하게 되어 대각선방향에서의 시야각특성을 향상시킬 수 있게 된다.The present invention changes the polarization characteristics of polarized light incident on the liquid crystal panel by forming an insulating layer having compensation characteristics in the liquid crystal panel. By such a change in polarization characteristics, the optical axis of the light incident on the second polarizing plate coincides with the absorption axis of the second polarizing plate, thereby improving the viewing angle characteristic in the diagonal direction.

또한, 본 발명에서는 시야각특성을 향상시키기 위해, 별도의 보상필름을 사용하는 것이 아니라 액정표시소자의 원래 구조인 절연층 및 오버코트층의 물질을 변경함으로써 광의 편광특성을 향상시키므로, 고가의 보상필름을 사용하는 것에 비해 비용을 절감할 수 있게 된다.In addition, the present invention improves the polarization characteristics of light by changing the materials of the insulating layer and the overcoat layer, which are the original structures of the liquid crystal display device, instead of using a separate compensation film in order to improve the viewing angle characteristic. The cost can be reduced compared to using.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 종래 액정표시소자의 구조를 나타내는 간략 사시분해도.
도 3a는 액정표시소자를 정면에서 보았을 때의 상하 편광판의 흡수축을 나타내는 도면.
도 3b는 액정표시소자를 대각선방향에서 보았을 때의 상하 편광판의 흡수축을 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 A-보상필름의 x,y,z축방향에서의 굴절률 관계를 나타내는 도면.
도 5a 및 도 5b는 C-보상필름의 x,y,z축방향에서의 굴절률 관계를 나타내는 도면.
도 6은 이축 보상필름의 x,y,z축방향에서의 굴절률 관계를 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는 각각 광의 타원편광 및 이에 대응하는 푸앵카레벡터를 나타내는 도면.
도 8은 액정표시소자를 정면에서 보았을 때의 푸앵카레구에서의 광의 편광상태를 나타내는 도면.
도 9는 액정표시소자를 대각선방향에서 보았을 때의 푸앵카레구에서의 광의 편광상태를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.
도 11a는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 광학축을 나타내는 도면.
도 11b는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자에서의 광의 편광상태가 표시된 푸앙카레구를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.
도 13a는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 광학축을 나타내는 도면.
도 13b는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자에서의 광의 편광상태가 표시된 푸앙카레구를 나타내는 도면.
도 14a는 종래 액정표시소자를 대각선방향에서 보았을 때의 휘도시야각 특성을 나타내는 도면.
도 14b 및 도 14c는 본 발명에 따른 액정표시소자를 대각선방향에서 보았을 때의 휘도시야각 특성을 나타내는 도면.
1A and 1B are views showing the structure of a general IPS mode liquid crystal display device.
Figure 2 is a simplified perspective exploded view showing the structure of a conventional liquid crystal display device.
Fig. 3A is a diagram showing an absorption axis of a vertical polarizer when the liquid crystal display device is viewed from the front.
Fig. 3B is a diagram showing the absorption axis of the vertical polarizer when the liquid crystal display element is viewed in the diagonal direction.
4A and 4B are graphs showing a refractive index relationship in an x-, y-, and z-axis directions of an A-compensation film.
5A and 5B are graphs showing refractive index relationships in x, y and z axis directions of a C-compensation film.
6 is a view showing a refractive index relationship in the x, y, z axis direction of a biaxial compensation film.
7A and 7B are diagrams illustrating elliptical polarizations of light and corresponding Poincare vectors, respectively.
Fig. 8 is a diagram showing the polarization state of light in Poincare sphere when the liquid crystal display device is seen from the front.
Fig. 9 is a diagram showing the polarization state of light in Poincare sphere when the liquid crystal display element is viewed from a diagonal direction.
10 is a view showing the structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
11A is a view showing an optical axis of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 11B is a view showing a Poang Karregu in which the polarization state of light in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention is displayed; FIG.
12 is a view showing the structure of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
13A is a view showing an optical axis of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13B is a view showing a Poang Karregu in which a polarization state of light in a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention is displayed; FIG.
Fig. 14A is a diagram showing luminance viewing angle characteristics when a conventional liquid crystal display element is viewed in a diagonal direction.
14B and 14C illustrate luminance viewing angle characteristics when the liquid crystal display device according to the present invention is viewed in a diagonal direction.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

액정표시소자의 대각선 시야각방향에서 시야각특성이 저하되는 것은 액정표시소자의 대각선방향에서 빛샘이 발생하기 때문인데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 IPS모드 액정표시소자에서 액정패널(101)의 상하부에는 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)이 부착되어 액정패널(101)로 입력되고 출력되는 광을 선편광시킨다.The reason why the viewing angle characteristic is deteriorated in the diagonal viewing angle direction of the liquid crystal display device is that light leakage occurs in the diagonal direction of the liquid crystal display device. As shown in FIG. 2, in a general IPS mode LCD, first and second polarizing plates 152 and 154 are attached to upper and lower portions of the liquid crystal panel 101 to be input and output to the liquid crystal panel 101. Linearly polarize

노멀리블랙모드(Normally Black Mode)에서 상하기판에 부착된 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광축은 서로 수직이다. 따라서, 제1편광판(152)을 투과한 광은 x축방향으로 선형편광되어 액정표시소자로 입력된다. 액정패널에 신호가 인가되지 않았을 때, 상기 액정패널(101)의 액정분자(142)는 x축방향을 향해 배열되므로, 상기 액정패널(101)로 입사된 광은 x축방향을 따라 선편광된 상태로 액정패널(101)을 투과한다. 한편, 상부기판에 부착된 제2편광판(154)의 편광축은 액정층을 투과한 광의 편광방향과는 수직으로 상기 상부기판의 편광판에 의해 광이 모두 흡수되어 상기 제2편광판(152) 외부로 광이 출력되지 않게 되어 화면이 블랙으로 표시되는 것이다.In the normally black mode, the polarization axes of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 attached to the upper and lower substrates are perpendicular to each other. Therefore, the light transmitted through the first polarizing plate 152 is linearly polarized in the x-axis direction and input to the liquid crystal display device. When no signal is applied to the liquid crystal panel, since the liquid crystal molecules 142 of the liquid crystal panel 101 are arranged in the x-axis direction, light incident on the liquid crystal panel 101 is linearly polarized along the x-axis direction. Through the liquid crystal panel 101. On the other hand, the polarization axis of the second polarizing plate 154 attached to the upper substrate is perpendicular to the polarization direction of the light transmitted through the liquid crystal layer, all the light is absorbed by the polarizing plate of the upper substrate to the outside of the second polarizing plate 152 Will not be displayed and the screen will be black.

그러나, 상기와 같은 액정표시소자를 대각선방향으로 보았을 때 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광방향은 실질적으로 수직으로 배치되지 않는다. 즉, 액정표시소자(101)의 정면으로 보았을 때는 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광축이 서로 수직으로 배치되지만, 대각선방향으로 보았을 때는 수직이 깨지는 것이다.However, when the liquid crystal display device as described above is viewed in a diagonal direction, the polarization directions of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 are not substantially vertically disposed. That is, when viewed from the front of the liquid crystal display device 101, the polarization axes of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 are disposed perpendicular to each other, but when viewed in a diagonal direction, the vertical polarization is broken.

도 3a는 액정표시소자를 정면으로 보았을 때, 즉 액정표시소자의 화면과 수직으로 투과하는 광의 경로에서의 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광축의 배치이고 도 3b는 액정표시소자를 대각선방향으로 보았을 때, 즉 액정표시소자의 화면을 일정한 극각(polar angle)과 방위각(azimuthal angle)으로 투과하는 광의 경로에서의 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광축의 배치이다. 이때, 도면에서 점선은 제1편광판(152)에서의 편광축(즉, 광흡수축)의 방향이고 실선은 제2편광판(152)에서의 광흡수축의 방향이다.FIG. 3A shows the arrangement of the polarization axes of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 in the path of light transmitted perpendicularly to the screen of the liquid crystal display when viewed from the front, and FIG. 3B is a liquid crystal display. When the device is viewed diagonally, that is, the polarization axis of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 in the path of light passing through the screen of the liquid crystal display device at a constant polar angle and azimuthal angle It is a batch. In this case, the dotted line in the drawing is the direction of the polarization axis (ie, the light absorption axis) in the first polarizing plate 152 and the solid line is the direction of the light absorption axis in the second polarizing plate 152.

도 3a에 도시된 바와 같이, 액정표시소자를 정면으로 보았을 때(즉, 액정표시소자의 화면에 대하여 광이 수직으로 투과할 때)의 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광축은 서로 수직을 이루지만, 도 3b에 도시된 바와 같이 액정표시소자를 대각선방향으로 보았을 때(액정표시소자의 화면과 일정한 극각 및 방위각으로 투과할 때)의 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광축은 수직이 아닌 일정한 각도(θ)로 배치된다.As shown in FIG. 3A, the polarization axes of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 when the liquid crystal display device is viewed from the front (that is, when light is transmitted perpendicularly to the screen of the liquid crystal display device). Are perpendicular to each other, but as shown in FIG. 3B, the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate when the liquid crystal display device is viewed diagonally (when transmitted at a constant polar angle and azimuth angle with the screen of the liquid crystal display device). The polarization axis of 154 is disposed at a constant angle θ rather than vertical.

이와 같이, 액정표시소자를 대각선방향으로 보았을 때에는 상기 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광방향이 수직으로 되지 않기 때문에, 제1편광판(152)에서 선편광되어 액정패널(101)을 투과한 광이 제2편광판(154)에서 전부 흡수되지 않고 일부가 상기 제2편광판(154)을 투과하게 된다. 따라서, 노멀리블랙상태에서도 액정표시소자를 대각선방향으로 보았을 때에는 광의 일부가 누설되어 완전한 블랙상태를 유지할 수 없게 되는 것이다.As described above, when the liquid crystal display device is viewed in a diagonal direction, the polarization directions of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 are not perpendicular to each other, and thus are linearly polarized on the first polarizing plate 152 to form the liquid crystal panel 101. The transmitted light is not all absorbed by the second polarizing plate 154, and a part of the light passes through the second polarizing plate 154. Therefore, even when the liquid crystal display device is viewed diagonally even in the normally black state, part of the light leaks, and thus, the black state cannot be maintained.

이와 같이, 액정표시소자를 대각선방향으로 보았을 때 시야각특성이 저하되는 것은 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광방향이 서로 수직으로 되지 않아 제1편광판(152)에서 편광된 광이 제2편광판(154)에서 완전히 흡수되지 않고 일부가 누설되기 때문이다. 따라서, 액정표시소자를 대각선방향으로 보았을 때 시야각특성을 향상시키기 위해서는 제1편광판(152)에서 편광된 광을 제2편광판(154)에서 모두 흡수해야만 한다. 이를 위해서 본 발명에서는 액정패널(10) 내에 보상층을 형성하여 액정패널(101)을 투과하는 광의 편광방향을 변경시켜 제2편광판(154)으로 입사되는 광의 광학축을 제2편광판(154)의 편광방향(즉, 광흡수층)과 일치하도록 한다. 특히, 본 발명에서는 일축(uniaxial) 기능을 갖는 보상층과 이축(biaxial) 기능을 갖는 보상층을 형성하므로써 제2편광판(154)으로 입사되는 광의 광학축을 제2편광판(154)의 편광방향과 일치하도록 한다As such, when viewing the liquid crystal display device in a diagonal direction, the viewing angle characteristic is lowered, since the polarization directions of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 are not perpendicular to each other, and thus the polarized light of the first polarizing plate 152. This is because part of the second polarizing plate 154 is not completely absorbed and leaks. Therefore, in order to improve the viewing angle characteristic when viewing the liquid crystal display device in a diagonal direction, all of the light polarized by the first polarizing plate 152 must be absorbed by the second polarizing plate 154. To this end, in the present invention, a compensation layer is formed in the liquid crystal panel 10 to change the polarization direction of the light passing through the liquid crystal panel 101 so that the optical axis of the light incident on the second polarizing plate 154 is polarized by the second polarizing plate 154. To match the direction (i.e., the light absorbing layer). In particular, in the present invention, the optical axis of the light incident on the second polarizing plate 154 coincides with the polarization direction of the second polarizing plate 154 by forming a compensation layer having a uniaxial function and a compensation layer having a biaxial function. Let's do it

보상층은 일축(uniaxial)성의 보상층과 이축(biaxial)성의 보상층으로 분류할 수 있다. 일축성 보상층은 하나의 광학축만을 갖는 비등방성 복굴절층이고 이축성의 보상층은 두개의 광학축을 갖는 비등방성 복굴절층이다. 이러한 보상층중 일축성의 보상층은 광학축의 방향 및 크기에 따라 A-보상층과 C-보상층으로 구분될 수 있다. 이러한 A-보상층 및 C-보상층의 굴절율 특성이 도 4 및 도 5에 도시되어 있다.The compensation layer may be classified into a uniaxial compensation layer and a biaxial compensation layer. The uniaxial compensation layer is an anisotropic birefringence layer having only one optical axis and the biaxial compensation layer is an anisotropic birefringence layer having two optical axes. Among such compensation layers, the uniaxial compensation layer may be classified into an A-compensation layer and a C-compensation layer according to the direction and size of the optical axis. The refractive index characteristics of these A- and C-compensation layers are shown in FIGS. 4 and 5.

도 4a 및 도 4b는 각각 양성 A-보상층 및 음성 A-보상층을 나타내는 도면이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, A-보상층은 y축방향의 굴절율(ny)과 z축방향의 굴절률(nz)이 서로 동일하고(ny=nz) x축방향의 굴절률(nx)은 y축방향의 구절률(ny) 및 z축방향의 굴절률(nz)과 다른 것을 특징으로 한다(nx≠ny=nz). 도 4a에 도시된 바와 같이, x축방향의 굴절률(nx)이 y축방향의 굴절율(ny) 보다 크면 양성 A-보상층이고 x축방향의 굴절률(nx)이 y축방향의 굴절율(ny) 보다 작으면 음성 A-보상층인데, 이들 양성 A-보상층과 음성 A-보상층을 각각 수학식 1에 의해 정의하면 다음과 같다.4A and 4B are diagrams showing a positive A-compensation layer and a negative A-compensation layer, respectively. As shown in FIGS. 4A and 4B, the A-compensation layer has the same refractive index n y in the y-axis direction and the refractive index n z in the z-axis direction (n y = n z ) and refractive index (n x) is the refractive index (n z) and wherein the other of the passage ratio of y-axis direction (y n), and z-axis directions (n x ≠ n y = n z). As shown in Fig. 4A, when the refractive index n x in the x- axis direction is larger than the refractive index n y in the y-axis direction, it is a positive A-compensation layer and the refractive index n x in the x-axis direction is the refractive index in the y-axis direction. If less than (n y ) is a negative A-compensation layer, these positive A-compensation layer and negative A-compensation layer are defined by Equation 1, respectively, as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

한편, 도 5a 및 도 5b는 각각 양성 C-보상층 및 음성 C-보상층을 나타내는 도면이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, C-보상층은 x축방향의 굴절율(nx)과 y축방향의 굴절률(ny)이 서로 동일하고(nx=ny) z축방향의 굴절률(nz) 이 x축방향의 구절률(nx) 및 y축방향의 굴절률(ny)과 다른 것을 특징으로 한다(nz≠nx=ny). 도 5a에 도시된 바와 같이, x축방향의 굴절률(nx) 및 y축방향의 굴절율(ny)이 z축방향의 굴절률(nz) 보다 작으면 양성 C-보상층이고 x축방향의 굴절률(nx) 및 y축방향의 굴절율(ny)이 z축방향의 굴절률(nz) 보다 크면 음성 C-보상층인데, 이들 양성 C-보상층과 음성 C-보상층을 각각 수학식 2에 의해 정의하면 다음과 같다.5A and 5B are diagrams showing a positive C-compensation layer and a negative C-compensation layer, respectively. As shown in FIGS. 5A and 5B, the C-compensation layer has the same refractive index n x in the x-axis direction and the refractive index n y in the y-axis direction (n x = n y ) and the z-axis direction. refractive index (n z) this is the passage ratio (n x) and refractive index (n y) and different from one another in the y-axis direction along the x axis (n z ≠ n x = n y). As shown in FIG. 5A, when the refractive index n x in the x-axis direction and the refractive index n y in the y- axis direction are smaller than the refractive index n z in the z-axis direction, it is a positive C-compensation layer and the x-axis direction. If the refractive index (n x ) and the refractive index (n y ) in the y- axis direction are larger than the refractive index (n z ) in the z-axis direction, the negative C-compensation layer and the positive C-compensation layer and the negative C-compensation layer are respectively If defined by 2, it is as follows.

Figure pat00002
Figure pat00002

또한, 보상층에 의한 위상차는 상기 x축방향의 굴절률(nx)와, y축방향의 굴절률(ny) 및 z축방향의 굴절률(nz)에 의해 결정되는데, 수학식 3에 위상차와 굴절률(nx,ny,nz)의 관계를 나타내었다.In addition, the phase difference by the compensation layer is determined by the refractive index n x in the x-axis direction, the refractive index n y in the y-axis direction, and the refractive index n z in the z-axis direction. The relationship between the refractive indices (n x , n y , n z ) is shown.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, Re는 수평방향에서의 위상차값(retadation value)이고 Rth는 두께방향에서의 위상차값이이며, d는 보상층의 두께이다.Here, Re is a retardation value in the horizontal direction, Rth is a retardation value in the thickness direction, and d is the thickness of the compensation layer.

상기 A-보상층과 C-보상층은 주로 시클로올레핀 폴리머나 폴리카보네이트, UV 경화형 수평 또는 수평배향 액정, 폴리스티렌수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 사용한다.The A-compensation layer and the C-compensation layer mainly use cycloolefin polymer or polycarbonate, UV curable horizontal or horizontal alignment liquid crystal, polystyrene resin, polyethylene terephthalate and the like.

이축성의 보상층은 nx,nx,nx가 서로 다른 값으로서, 양성 이축 보상층과 음성 이축 보상층 및 Z축 연신 이축 보상층으로 분류된다. 도 6에 상기 이축 보상층이 x축방향의 굴절률(nx)과 y축방향의 구절률(ny) 및 z축방향의 굴절률(nz)이 도시되어 있다. 상기 이축 보상층은 x축방향의 굴절률(nx)과 y축방향의 구절률(ny) 및 z축방향의 굴절률(nz)의 크기에 따라 양성 이축 보상층, 음성 이축 보상층 및 Z축 연신 이축 보상층을 분류되는데, 이들 양성 이축 보상층, 음성 이축 보상층 및 Z축 연신 이축 보상층은 각각 다음의 수학식 4에 의해 정의된다.The biaxial compensation layer has different values of n x , n x , n x , and is classified into a positive biaxial compensation layer, a negative biaxial compensation layer, and a Z-axis stretching biaxial compensation layer. In FIG. 6, the biaxial compensation layer has a refractive index nx in the x-axis direction, a refractive index n y in the y-axis direction, and a refractive index n z in the z-axis direction. The biaxial compensation layer has a refractive index (n x) of the x-axis direction and the passage rate of the y-axis (n y) and the positive biaxial compensation layer according to the magnitude of the refractive index (n z) in the z-axis direction, negative biaxial compensation layer, and Z The axially stretched biaxial compensation layer is classified, and these positive biaxial compensation layer, negative biaxial compensation layer and Z-axis stretching biaxial compensation layer are defined by the following equation (4), respectively.

Figure pat00004
Figure pat00004

또한, 이축 보상층의 이축성(biaxiality) (Nz)는 다음의 수학식 5와 같이 정의된다.In addition, the biaxiality (Nz) of the biaxial compensation layer is defined as in Equation 5 below.

Figure pat00005
Figure pat00005

수학식 3에서 정의된 바와 같이, Re는 수평방향에서의 위상차값(retadation value)이고 Rth는 두게방향에서 위상차값이이며, d는 보상층의 두께이다.As defined in Equation 3, Re is a retardation value in the horizontal direction, Rth is a retardation value in the thick direction, and d is the thickness of the compensation layer.

상기 수학식 4와 수학식 5의 정의에 의해 음성 이축 보상층은 Nz≥1이고 양성 이축 보상층은 Nz<0으로 되며, z축 연신 이축 보상층은 0<Nz<1이 된다.According to the definitions of Equations 4 and 5, the negative biaxial compensation layer is Nz ≧ 1, the positive biaxial compensation layer is Nz <0, and the z-axis stretching biaxial compensation layer is 0 <Nz <1.

본 발명에서는 상기와 같은 보상층을 구비함으로서 제1편광판(152)에서 선평광된 광을 위상변환시켜 광의 편광방향을 제2편광판(154)의 편광방향과 완전하게 수직으로 만들어 제2편광판(154)에 입사되는 모든 광이 흡수되도록 한다.In the present invention, by providing a compensation layer as described above, the linearly polarized light of the first polarizing plate 152 is phase-converted so that the polarization direction of the light is completely perpendicular to the polarization direction of the second polarizing plate 154. Allow all light incident on the beam to be absorbed.

광의 편광상태는 존즈행렬(Jones Matrix)에 의해 분석될 수 있으며, 존즈연산에서는 경계면에서의 빛의 반사를 무시하기 때문에 투명한 매질의 편광투과특성을 나타내는 존즈행렬은 유니터리행렬인데, 이러한 유니터리행렬은 포앙카레구(Poincare shpere)에 의해 나타낼 수 있다.The polarization state of the light can be analyzed by the Jones matrix, and the Jones matrix representing the polarization transmission characteristic of a transparent medium is a unitary matrix because the Jones operation ignores the reflection of light at the interface. Can be represented by Poincare shpere.

존즈벡터는 완전편광만 나타낼 수 있으므로 부분편광을 표현하기 위해서는 다음의 수학식 6에 의해 정의되는 스토크스변수(Stokes parameter)를 사용해야만 한다.Since the Jones vector can represent only complete polarization, the Stokes parameter defined by Equation 6 below should be used to represent partial polarization.

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, <>는 시간평균을 나타내며, Ex 및 Ex는 각각 x축 및 y축방향으로의 전계성분이다. 이때, 이들 네변수 사이에는

Figure pat00007
의 부등식이 성립하는데, 이 부등식은 완전편광에서만 맞는다. 즉, 완전편광의 경우, S1, S2 및 S3를 빛의 밝기 S0로 나눈 규격화된 변수 s1, s2 및 s3 사이에는 다음의 수학식 7의 관계가 성립한다.Here, <> represents a time average and E x and E x are electric field components in the x-axis and y-axis directions, respectively. In this case, between these four variables
Figure pat00007
The inequality of is true, and this inequality is true only for complete polarization. That is, in the case of fully polarized light, the following equation (7) is established between the standardized variables s1, s2, and s3 obtained by dividing S1, S2, and S3 by the brightness S0 of light.

Figure pat00008
Figure pat00008

이것은 3차원 공간에서 반지름 1인 포앙카레구의 방정식으로, (s1, s2, s3)은 포앙카레구의 직교좌표의 점이다.This is the equation of Poangcare sphere with radius 1 in three-dimensional space, where (s1, s2, s3) is the point of Cartesian coordinates.

이때, 상기 푸앙카레구에서 적도선 위의 모든 점들은 선편광에 대응되고 북극점은 오른손 원편광, 남극점은 왼손 원편광에 대응된다. 그리고, 북반구의 모든 점은 오른손 타원편광에 대응되며, 남반구의 모든 점은 왼손 타원편광에 대응된다.In this case, all the points on the equator line in the Phang Nga district correspond to linearly polarized light, and the north pole corresponds to the right hand circularly polarized light and the south pole to the left hand circularly polarized light. All points in the northern hemisphere correspond to right-hand elliptical polarization, and all points in the southern hemisphere correspond to left-hand elliptical polarization.

도 7a 및 도 7b는 각각 직교좌표계에서 임의의 타원편광과 이에 대응하는 뽀앙카레 벡터를 나타내는 도면이다.7A and 7B are diagrams illustrating an arbitrary elliptical polarization and a corresponding poang curry vector in the rectangular coordinate system, respectively.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 편광타원의 장축의 방위각(azimuthal angle)이 Ψ이고 타원각도가 x인 타원편광에 대응되는 뽀앙카레 벡터 P의 위도각(latitude angle)은 2x이고 방위각은 2Ψ이며 직교좌표는 (cons(2Ψ)cons(2x),sin(2Ψ)cos(2x),sin(2x))이다. 이 점이 북반구에 있으면 전기장 벡터의 회전방향이 시계방향이고 남반구에 있으면 반시계방향이다. 이때, 푸앙카레구 위의 대척점들은 서로 직교하는 편광 상태를 나타낸다.As shown in FIGS. 7A and 7B, the latitude angle of the Poang Cure vector P corresponding to the elliptically polarized light having the azimuthal angle of Ψ and the elliptic angle of x is 2x and the azimuth angle of the polarization ellipse is 2x. 2Ψ and the Cartesian coordinates are (cons (2Ψ) cons (2x), sin (2Ψ) cos (2x), sin (2x)). If this point is in the northern hemisphere, the direction of rotation of the electric field vector is clockwise; in the southern hemisphere, it is counterclockwise. At this time, the opposite points on the Poangaregu represent polarization states orthogonal to each other.

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

도 8은 IPS 모드액정표시소자를 도 3a에 도시된 바와 같이 정면에서 보았을 때의 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광상태를 나타내는 포앙카레구를 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a view showing a Poang Karregu showing the polarization states of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 when the IPS mode liquid crystal display device is viewed from the front as shown in FIG. 3A.

상기 포앙카레구에서 대척점은 서로 직교하는 편광상태를 나타내므로, A지점은 제1편광판(152)의 광흡수축 및 제2편광판(154)의 광투과축을 나타내고 B지점은 제1편광판(152)의 광투과축 및 제2편광판(154)의 광흡수축을 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, IPS모드 액정표시소자를 정면에서 보았을 때 제1편광판(152)의 광투과축은 제2편광판(154)의 광흡수축과 동일한 선편광상태를 유지한다. 이것은 IPS모드 액정표시소자를 정면에서 보았을 때 제1편광판(152)의 광흡수축과 제2편광축(154)의 광흡수축이 수직을 이루므로 제1편광판(152)의 광투과축과 제2편광판(154)의 광흡수축은 서로 평행하기 때문이다.In the Poangcurry District, the anti-corrosive points represent polarization states orthogonal to each other, so that point A represents the light absorption axis of the first polarizing plate 152 and light transmission axis of the second polarizing plate 154, and the point B represents the first polarizing plate 152. ) And a light absorption axis of the second polarizing plate 154. As shown in FIG. 8, when the IPS mode liquid crystal display device is viewed from the front, the light transmission axis of the first polarizing plate 152 maintains the same linear polarization state as the light absorption axis of the second polarizing plate 154. This is because the light absorption axis of the first polarization plate 152 and the light absorption axis of the second polarization axis 154 are perpendicular to each other when the IPS mode liquid crystal display is viewed from the front. This is because the light absorption axes of the polarizing plates 154 are parallel to each other.

이와 같이, 제1편광판(152)의 광투과축과 제2편광판(154)의 광흡수축은 서로 평행하여 푸앙카레구에서 제1편광판(152)의 광투과축과 제2편광판(154)의 광흡수축은 동일한 지점에 위치하므로 제1편광판(152)을 투과한 선편광된 광은 제2편광판(154)에서 모두 흡수되어 제2편광판(154) 외부로는 광이 투과되지 않게 되며, 그 결과 노멀리블랙모드시 IPS모드 액정표시소자를 정면에서 보았을 경우 완전한 블랙상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.As such, the light transmission axis of the first polarizing plate 152 and the light absorption axis of the second polarizing plate 154 are parallel to each other, so that the light transmission axis of the first polarizing plate 152 and the light of the second polarizing plate 154 are located in Puang Cure. Since the absorption axes are located at the same point, the linearly polarized light transmitted through the first polarizing plate 152 is absorbed by the second polarizing plate 154 so that light is not transmitted to the outside of the second polarizing plate 154, and as a result, is normally In the black mode, when the IPS mode liquid crystal display device is viewed from the front, it is possible to maintain a completely black state.

한편, 도 9는 도 3b에 도시된 바와 같이 IPS모드 액정표시소자에서 대각선방향에서 액정표시소자를 보았을 때의 광의 편광상태를 나타내는 푸앵카레구를 나타내는 도면이다.On the other hand, Figure 9 is a diagram showing a Poincare sphere showing the polarization state of the light when viewing the liquid crystal display device in the diagonal direction in the IPS mode liquid crystal display device, as shown in Figure 3b.

도 9에서 A1지점은 제1편광판(152)의 광흡수축을 나타내고 그와 대척하는 A2지점은 광흡수축과 직교하는 제1편광판(152)의 광투과축을 나타낸다. 또한, B1지점은 제2편광판(154)의 광투과축을 나타내고 B2지점은 제2편광판(154)의 광흡수축을 나타낸다. 도 3b에 도시된 바와 같이, IPS모드 액정표시소자를 대각선방향에서 보았을 때, 제1편광판(152) 및 제2편광판(154)의 편광방향은 서로 직각을 이루는 것이 아니라 일정 각도(θ)를 이루기 때문에, 제1편광판(152)의 광투과축인 A2지점과 제2편광판(154)의 광흡수축인 B2지점은 서로 일치하지 않고 x만틈 간격을 이루고 있다. 이 x의 간격이 제1편광판(152)의 광투과축과 제2편광판(154)의 광흡수축 사이의 각도를 의미하며, 상기 제1편광판(152)의 광투과축과 제2편광판(154)의 광흡수축 사이의 각도에 대응하는 만큼의 광이 제2편광판(154)을 투과하게 되는 것이다. 따라서, IPS모드 액정표시소자의 대각선방향에서의 빛샘현상을 방지하기 위해서는 상기 A2지점과 B2지점을 일치시켜 제1편광판(152)의 광투과축과 제2편광판(154)의 광흡수축을 평행하게 함으로써 제1편광판(152)에서 편광된 광을 제2편광판(154)에서 모두 흡수해야만 한다.In FIG. 9, the A1 point represents the light absorption axis of the first polarizing plate 152, and the A2 point opposite thereto represents the light transmission axis of the first polarizing plate 152 orthogonal to the light absorption axis. Further, point B1 represents the light transmission axis of the second polarizing plate 154 and point B2 represents the light absorption axis of the second polarizing plate 154. As shown in FIG. 3B, when the IPS mode liquid crystal display device is viewed from a diagonal direction, the polarization directions of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154 are not perpendicular to each other but at a predetermined angle θ. Therefore, the point A2, which is the light transmission axis of the first polarizing plate 152, and the point B2, which is the light absorption axis of the second polarizing plate 154, do not coincide with each other, but are spaced apart by x. The interval of x means an angle between the light transmission axis of the first polarizing plate 152 and the light absorption axis of the second polarizing plate 154, and the light transmission axis of the first polarizing plate 152 and the second polarizing plate 154. As much as the angle corresponding to the angle between the light absorption axes of?) Is transmitted through the second polarizing plate 154. Accordingly, in order to prevent light leakage in the diagonal direction of the IPS mode liquid crystal display device, the light transmission axis of the first polarizing plate 152 and the light absorption axis of the second polarizing plate 154 are parallel to each other by matching the A2 and B2 points. Therefore, the light polarized by the first polarizing plate 152 must absorb all of the second polarizing plate 154.

본 발명에서는 보상층을 사용하여 제1편광판(152)에서 선편광된 광의 편광상태를 변경시킴으로써 푸앵카레구 상에서의 A2지점과 B2지점을 일치시켜(즉, 제1편광판(152)의 광투과축과 제2편광판(154)의 광흡수축을 평행하게 하여), 제2편광판(154)을 통해 광이 투과함으로써 발생하는 빛샘현상을 방지하기 위한 것이다.In the present invention, by using a compensation layer to change the polarization state of the linearly polarized light in the first polarizing plate 152 to match the point A2 and B2 on the Poincare sphere (that is, the light transmission axis of the first polarizing plate 152 and the The light absorption axis of the second polarizing plate 154 is made in parallel) to prevent light leakage caused by light passing through the second polarizing plate 154.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다. 이때, 상기 푸앵카레구를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 편광상태를 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 일축 보상층 및 이축 보상층을 사용하여 광의 편광상태를 변경함으로써 액정표시소자의 대각선방향에서의 빛샘을 방지할 수 있게 된다.Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described. In this case, the polarization state of the liquid crystal display device according to the exemplary embodiment of the present invention will be described using the Poincare sphere. As described above, in the present invention, light leakage in the diagonal direction of the liquid crystal display device can be prevented by changing the polarization state of the light using the uniaxial compensation layer and the biaxial compensation layer.

도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시소자(101)에서는 유리와 같은 투명한 물질로 이루어진 제1기판(120) 위에 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터는 제1기판(120) 위에 형성된 형성된 게이트전극(111)과, 게이트전극(111)이 형성된 상기 제1기판(120) 전체에 걸쳐 게이트절연층(22)과, 상기 게이트절연층(122) 위에 형성된 반도체층(112)과, 상기 반도체층(112) 위에 형성된 소스전극(113) 및 드레인전극(114)으로 이루어진다. 10 is a diagram showing the structure of a transverse electric field mode liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, in the transverse electric field mode liquid crystal display device 101 according to the present invention, a thin film transistor is formed on the first substrate 120 made of a transparent material such as glass. The thin film transistor may include a gate electrode 111 formed on the first substrate 120, a gate insulating layer 22 and the gate insulating layer over the entire first substrate 120 on which the gate electrode 111 is formed. 122 and a source electrode 113 and a drain electrode 114 formed on the semiconductor layer 112.

상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판(120)에는 양성 C-보상 기능을 갖는 제1절연층(124)이 형성되어, 도면표시하지 않은 백라이트로부터 입사되는 광이 상기 제1절연층(124)을 통과하여 편광상태가 변경된다.A first insulating layer 124 having a positive C-compensation function is formed on the first substrate 120 on which the thin film transistor is formed, so that light incident from a backlight (not shown) passes through the first insulating layer 124. The polarization state is changed.

상기 제1절연층(124)은 시클로올레핀 폴리머나 폴리카보네이트, UV 경화형 수평 또는 수평배향 액정, 폴리스티렌수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 저유전율을 갖는 유기절연물질로 이루어지며, 약 1-2㎛의 두께로 형성된다. 이때, 상기 양성 C-보상기능의 제1절연층(124)의 두께방향의 위상차값(Rth)은 Rth=80~200nm이다.The first insulating layer 124 is made of an organic insulating material having a low dielectric constant, such as cycloolefin polymer or polycarbonate, UV curable horizontal or horizontal alignment liquid crystal, polystyrene resin, polyethylene terephthalate, and has a thickness of about 1-2 μm. Is formed. At this time, the phase difference value Rth in the thickness direction of the first insulating layer 124 having the positive C-compensation function is Rth = 80 to 200 nm.

상기 제1절연층(124) 위에는 화소전극(105)이 형성된다. 상기 화소전극(105)은 액정표시소자의 화소영역 전체에 걸쳐 더미형상으로 형성되며, 제1절연층(124)에 형성된 컨택홀(117)을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(124)과 전기적으로 접속된다.The pixel electrode 105 is formed on the first insulating layer 124. The pixel electrode 105 is formed in a dummy shape over the entire pixel region of the liquid crystal display, and is electrically connected to the drain electrode 124 of the thin film transistor through a contact hole 117 formed in the first insulating layer 124. do.

상기 화소전극(105)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전물질이나 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 적층하고 식각함으로써 형성될 수 있다.The pixel electrode 105 includes a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) or an opaque metal having good conductivity such as Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, or Al alloy. It may be formed by etching.

상기 화소전극(105)이 형성된 제1절연층(124) 위에는 제2절연층(126)이 형성되고 그 위에 일정 폭을 갖는 띠형상의 공통전극(107)이 형성된다. 상기 제2절연층(126)은 포토아크릴 등과 같은 유기물질로 이루어지며, 공통전극은 ITO나 IZO와 같은 투명도전물질 또는 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 불투명 금속으로 형성될 수 있다.A second insulating layer 126 is formed on the first insulating layer 124 on which the pixel electrode 105 is formed, and a band-shaped common electrode 107 having a predetermined width is formed thereon. The second insulating layer 126 is made of an organic material, such as photoacryl, and the common electrode is made of a transparent conductive material such as ITO or IZO, or Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, or an Al alloy and an opaque metal. Can be.

상기 화소전극(105)과 공통전극(107)은 제2절연층(126)을 사이에 두고 형성되며, 이때 화소전극(105)은 제1절연층(107) 위에 화소영역 전체에 걸쳐 더미형상으로 형성되고 공통전극(107)은 제2절연층(126) 위에 서로 평행하게 배치된 복수의 띠형상으로 형성되어 상기 화소전극(105)과 공통전극(107) 사이에 기판(110)과 평행한 횡전계가 형성된다. 이때, 상기 공통전극(107)은 도 1에 도시된 공통전극과 같이 화소내에서 적어도 1회 절곡되도록 형성될 수 있다. The pixel electrode 105 and the common electrode 107 are formed with the second insulating layer 126 interposed therebetween, and the pixel electrode 105 is formed in a dummy shape over the entire pixel area on the first insulating layer 107. And the common electrode 107 is formed in a plurality of bands arranged in parallel with each other on the second insulating layer 126 so as to be parallel to the substrate 110 between the pixel electrode 105 and the common electrode 107. An electric field is formed. In this case, the common electrode 107 may be formed to be bent at least once in the pixel like the common electrode illustrated in FIG. 1.

또한, 상기 제1기판(120) 전체에 걸쳐 폴리이미드나 폴리아미드 등의 물질로 이루어진 제1배향막(128a)이 형성된다. 이때, 상기 제1배향막(128a)에는 러빙 등의 방법에 의해 액정분자를 특정 방향으로 배향하기 위한 배향방향이 결정된다.In addition, a first alignment layer 128a formed of a material such as polyimide or polyamide is formed on the entire first substrate 120. In this case, an alignment direction for aligning the liquid crystal molecules in a specific direction is determined in the first alignment layer 128a by a method such as rubbing.

제2기판(130)에는 블랙매트릭스(132)와 컬러필터층(134)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(132)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(134)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다. 컬러필터층(134) 위에는 상기 컬러필터층(134)을 보호하고 기판의 평탄성을 향상시키기 위한 오버코트층(overcoat layer;136)가 형성되어 있으며, 그위에 배향방향이 결정된 제2배향막(128b)이 형성되어 있다.The black matrix 132 and the color filter layer 134 are formed on the second substrate 130. The black matrix 132 is to prevent light leakage into an area where the liquid crystal molecules do not operate. As shown in the drawing, the black matrix 132 is disposed between the thin film transistor region and the pixel and the pixel (ie, the gate line and the data line region). Mainly formed. The color filter layer 134 is composed of R (Red), B (Blue), and G (Green) to realize actual colors. An overcoat layer 136 is formed on the color filter layer 134 to protect the color filter layer 134 and to improve flatness of the substrate, and a second alignment layer 128b having an alignment direction determined thereon is formed thereon. have.

상기 제1기판(120) 및 제2기판(130) 사이에는 액정층(140)이 형성되어 액정패널(101)이 완성된다. 이때, 액정층(140)은 위상차값이 약 250nm~350nm인 네메틱(Nematic)액정을 사용한다.The liquid crystal layer 140 is formed between the first substrate 120 and the second substrate 130 to complete the liquid crystal panel 101. In this case, the liquid crystal layer 140 uses a nematic liquid crystal having a retardation value of about 250 nm to 350 nm.

상기 액정패널(101)의 하면, 즉 제1기판(110)의 외부에는 이축 보상필름(150)이 배치되며, 그 하부에는 제1편광판(162)이 배치된다. 또한, 액정패널(101)의 상부, 즉 제2기판(130)의 외부에는 제2편광판(1640이 배치된다.The biaxial compensation film 150 is disposed on the lower surface of the liquid crystal panel 101, that is, outside the first substrate 110, and the first polarizing plate 162 is disposed below the liquid crystal panel 101. In addition, a second polarizing plate 1640 is disposed above the liquid crystal panel 101, that is, outside of the second substrate 130.

도면에는 도시하지 않았지만 제1편광판은 편광체와 편광체의 일면에 부착되는 지지체로 이루어진다. 상기 편광체는 자연광을 임의의 편광된 광으로 변환될 수 있는 필름이다. 이때, 상기 편광체는 입사되는 빛을 직교하는 2개의 편광성분으로 나누었을 때, 2개의 편광성분중 하나의 편광성분은 통과시키고 다른 편광성분은 흡수, 반사 또는 산란시키는 기능을 갖는 것이 사용될 수 있다. 상기 편광체에 사용되는 광학필름으로는 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 요오드 또는 2색성 염료를 함유하는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol;PVA)계 수지를 주성분으로 하는 고분자필름, 2색성물질과 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 일정 방향으로 배향시킨 O형 편광체 및 리오트로픽(lyotropic) 액정을 일정 방향으로 배향시킨 E형 편광체 등을 사용할 수 있다. 상기 지지체는 상기 편광체를 보호하기 위한 것으로, 주로 필름형태로 이루어진다. 따라서, 상기 편광체를 보호할 수 있다면 어떠한 보호필름이라도 사용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose;TAC)이나 위상차(Rth)가 없는 트리아세틸셀룰로오스 (zero retardation TAC)이 상기 지지체로 사용될 수 있다. 이때, 상기 트리아세틸셀룰로오스은 0~200nm의 위상차값을 갖는 것이 바람직하다.Although not shown in the drawing, the first polarizing plate includes a polarizer and a support attached to one surface of the polarizer. The polarizer is a film that can convert natural light into any polarized light. In this case, when the polarizer is divided into two orthogonal polarization components of the incident light, one having a function of passing one polarization component of the two polarization components and absorbing, reflecting or scattering the other polarization components may be used. . Although there is no restriction | limiting in particular as an optical film used for the said polarizer, For example, the polymer film which consists mainly of polyvinyl alcohol (PVA) type resin containing iodine or a dichroic dye, a dichroic substance, and liquid crystalline The O-type polarizer which orientated the liquid crystalline composition containing a compound in the fixed direction, and the E-type polarizer which orientated the lyotropic liquid crystal in the fixed direction can be used. The support is for protecting the polarizer, and mainly consists of a film. Therefore, any protective film may be used as long as the polarizer can be protected. For example, triacetylcellulose (TAC) or triacetylcellulose without phase difference (Rth) may be used as the support. At this time, it is preferable that the said triacetyl cellulose has a phase difference value of 0-200 nm.

상기 제2편광판(164)도 편광체와 편광체의 양면에 부착되는 지지체로 이루어진다. 즉, 편광체로는 요오드 또는 2색성 염료를 함유하는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol;PVA)계 수지를 주성분으로 하는 고분자필름, 2색성물질과 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 일정 방향으로 배향시킨 O형 편광체 및 리오트로픽(lyotropic) 액정을 일정 방향으로 배향시킨 E형 편광체 등을 사용하고 상기 편광체의 일면의 일면, 즉 외부와 접하는 면에는 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose;TAC)이나 위상차(Rth)가 없는 트리아세틸셀룰로오스 (zero retardation TAC)이 상기 지지체가 부착된다. 또한, 액정패널(101)과 접하는 지지체에는 위상차(Rth)가 없는 트리아세틸셀룰로오스 (zero retardation TAC)가 부착된다.The second polarizing plate 164 also includes a polarizer and a support attached to both surfaces of the polarizer. That is, as the polarizer, a polymer film containing polyvinyl alcohol (PVA) resin containing iodine or a dichroic dye as a main component, and a liquid crystal composition containing a dichroic material and a liquid crystal compound are oriented in a predetermined direction. E-type polarizer or the like in which the O-type polarizer and the lyotropic liquid crystal are oriented in a predetermined direction is used, and one side of the polarizer, that is, the surface in contact with the outside, has a triacetylcellulose (TAC) or a phase difference ( A triacetylcellulose (zero retardation TAC) free of Rth) is attached to the support. In addition, triacetyl cellulose (zero retardation TAC) having no phase difference (Rth) is attached to the support in contact with the liquid crystal panel 101.

이축보상필름(150)은 의 수평방향의 위상차값(Re)은 Re=60~140nm이고 두께방향의 위상차값(Rth)은 Rth=80~160nm이다.The biaxial compensation film 150 has a retardation value Re in the horizontal direction of Re = 60 to 140 nm and a retardation value Rth in the thickness direction of Rth = 80 to 160 nm.

따라서, 상기 이축보상필름(150)의 이축성(Nz)은 수학식 5에 의해 1.1<Nz<1.4가 된다. 통상적으로 이축필름의 이축성(Nz)이 Nz>1인 경우, 이축필름은 음성 이축필름으로서 그 x,y,z축방향에서의 굴절률(nx,ny,nz)는 nx>ny>nz의 관계를 갖는다. 또한, 이축필름의 이축성(Nz)이 Nz<0인 경우, 이축필름은 양성 이축필름으로서 그 x,y,z축방향에서의 굴절률(nx,ny,nz)는 nz>nx>ny의 관계를 갖는다. 그리고, 이축필름의 이축성(Nz)이 0<Nz<1인 경우, 이축필름은 z축연신 이축필름으로서 그 x,y,z축방향에서의 굴절률(nx,ny,nz)는 nx>nz>ny의 관계를 갖는다. 따라서, 상기 제1보상필름(242)은 이축필름의 이축성(Nz)이 Nz>1인 음성 이축필름(Negative Biaxial film)이다.Therefore, the biaxiality Nz of the biaxial compensation film 150 is 1.1 <Nz <1.4 by Equation 5. In general, when the biaxiality (Nz) of the biaxial film is Nz> 1, the biaxial film is a negative biaxial film, and the refractive indices (n x , n y , n z ) in the x, y and z axis directions are n x > n. has a relationship of y > n z . In addition, when the biaxial film (Nz) of the biaxial film is Nz <0, the biaxial film is a positive biaxial film, the refractive index (n x , n y , n z ) in the x, y, z axis direction is n z > n has a relationship of x > n y . And, when the biaxiality (Nz) of the biaxial film is 0 <Nz <1, the biaxial film is a z-axis stretched biaxial film, the refractive index (n x , n y , n z ) in the x, y, z axis direction is n x > n z > n y . Accordingly, the first compensation film 242 is a negative biaxial film whose biaxiality Nz of the biaxial film is Nz> 1.

상기 이축보상필름(150), 즉 음성 이축필름은 네마틱액정을 이용한 UV경화용 액정필름(UV curable liquid crystal film) 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리스티렌을 사용하며, 정상파장 분산(normal wavelength dispersion)특성, 플랫파장 분산(flat wavelength dispersion)특성 및 역파장분산(reverse wavelength dispersion)특성을 가질 수 있다.The biaxial compensation film 150, ie, the negative biaxial film, uses a UV curable liquid crystal film polycarbonate, polyethylene terephthalate or polystyrene using nematic liquid crystals, and has a normal wavelength dispersion. It may have a wavelength dispersion characteristic, a flat wavelength dispersion characteristic and a reverse wavelength dispersion characteristic.

상기 제1편광판(162)과 제2편광판(164)의 편광방향은 서로 수직이다. 즉, 제1편광판(162)의 흡수축은 90°의 각도로 배치되고 제2편광판(164)의 흡수축은 0°의 각도로 배치된다. 또한, 이축 보상필름(150)의 광학축은 0°의 각도로 배치되고 액정패널(101)의 러빙방향은 90°로 이루어지며, 제2편광필름(164)의 광학축의 0°의 각도로 배치된다.The polarization directions of the first polarizing plate 162 and the second polarizing plate 164 are perpendicular to each other. That is, the absorption axis of the first polarizing plate 162 is disposed at an angle of 90 ° and the absorption axis of the second polarizing plate 164 is disposed at an angle of 0 °. In addition, the optical axis of the biaxial compensation film 150 is disposed at an angle of 0 ° and the rubbing direction of the liquid crystal panel 101 is 90 °, and is arranged at an angle of 0 ° of the optical axis of the second polarizing film 164. .

액정패널(101)의 액정층의 액정분자는 액정패널(101)의 오프상태시 배향막의 러빙방향을 따라 배치된다. 따라서, 액정분자의 광학축도 90°를 이루는 것이다.The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel 101 are disposed along the rubbing direction of the alignment layer in the off state of the liquid crystal panel 101. Therefore, the optical axis of the liquid crystal molecules also forms 90 degrees.

이와 같이, 액정패널(101)의 러빙방향의 90°를 이루는 것은 다음과 같은 이유 때문이다.As described above, the liquid crystal panel 101 forms 90 ° in the rubbing direction for the following reason.

통상적으로 IPS모드 액정표시소자에서 수평전계를 형성하는 공통전극 및 화소전극은 데이터라인을 따라 배열되므로, 배향막의 러빙방향이 약 15°~45°의 각도로 이루어진다. 그러나, 본 발명에서는 상기 IPS모드 액정표시소자의 공통전극 및 화소전극이 하나의 화소내에서 일정 각도로 적어도 일회 절곡시키고 배향막의 러빙은 데이터라인방향, 즉 90°의 각도로 이루어지는 것이다.In general, in the IPS mode liquid crystal display, since the common electrode and the pixel electrode forming the horizontal electric field are arranged along the data line, the rubbing direction of the alignment layer is formed at an angle of about 15 ° to 45 °. However, in the present invention, the common electrode and the pixel electrode of the IPS mode liquid crystal display element bend at least once within a pixel at a predetermined angle, and the rubbing of the alignment film is performed in the data line direction, that is, at an angle of 90 degrees.

이와 같이, 상기 공통전극 및 화소전극을 절곡시키는 것은 하나의 화소내에 서로 다른 방향의 주시야각을 갖는 복수의 도메인(domain)을 형성하여 액정표시소자의 시야각특성을 향상시키기 위한 것이다. 상기 공통전극 및 화소전극이 데이터라인과 일정 각도로 형성되고 배향막의 러빙방향이 데이터라인방향으로 이루어지므로, 상기 공통전극 및 화소전극과 러빙방향은 일정 각도, 예를 들면 약 15°~45°의 각도로 이루어지는 것이다.The bending of the common electrode and the pixel electrode is intended to improve the viewing angle characteristics of the liquid crystal display element by forming a plurality of domains having a main viewing angle in different directions in one pixel. Since the common electrode and the pixel electrode are formed at a predetermined angle with the data line and the rubbing direction of the alignment layer is made with the data line direction, the common electrode and the pixel electrode with the rubbing direction have a predetermined angle, for example, about 15 ° to 45 °. It is made up of angles.

상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 액정표시소자의 편광상태를 도 11a 및 도 11b를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 도 11a는 본 발명에 따른 액정표시소자에서의 각각의 구성에서의 편광상태를 나타내는 도면이고 도 11b는 본 발명에 따른 액정표시소자에서의 편광상태를 나타내는 푸앵카레구를 나타내는 도면이다.The polarization state of the liquid crystal display according to the present exemplary embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 11A and 11B. 11A is a view showing the polarization state in each configuration in the liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 11B is a view showing the Poincare sphere showing the polarization state in the liquid crystal display device according to the present invention.

도 11a에 도시된 바와 같이, 음성 이축 보상필름(150)은 제1편광판(162)과 액정패널(101) 사이에 배치되어 있는데, 이때 상기 음성 이축 보상필름(150)의 광학축은 제1편광판(162)의 광흡수축 및 액정패널(101)의 러빙방향과 수직으로 이루어진다(즉, 광학축이 0°를 형성한다). 또한, 제2편광판(164)은 액정패널(101) 상부에 배치되며, 이때 제2편광판(164)의 광흡수축은 액정패널(101)의 러빙방향과 수직을 이룬다(즉, 제2편광판의 광흡축이 0°의 각도로 형성된다).As shown in FIG. 11A, the negative biaxial compensation film 150 is disposed between the first polarizing plate 162 and the liquid crystal panel 101, wherein the optical axis of the negative biaxial compensation film 150 is the first polarizing plate ( 162 is perpendicular to the light absorption axis of the liquid crystal panel 101 and the rubbing direction of the liquid crystal panel 101 (that is, the optical axis forms 0 °). In addition, the second polarizing plate 164 is disposed above the liquid crystal panel 101, wherein the light absorption axis of the second polarizing plate 164 is perpendicular to the rubbing direction of the liquid crystal panel 101 (that is, the light of the second polarizing plate). Absorption is formed at an angle of 0 °).

도 11b에 도시된 바와 같이, 액정패널(101)의 백라이트로부터 편광되지 않은 광이 제1편광판(162)으로 입사되면 상기 광이 선편광되는데, 선편광된 광은 대부분은 제1편광판(162)의 흡수축(A1지점)에 의해 흡수되고 상기 제1편광판(162)을 투과한 광의 편광상태는 A2지점에 위치하게 된다. 즉, 상기 A2지점에 제1편광판(162)의 투과축이 위치하는 것이다. 이때, 제2편광판(164)의 흡수축은 B2지점에 위치하게 되어, 상기 제1편광판(162)의 투과축과는 일정 거리 이격되어 있다.As shown in FIG. 11B, when the non-polarized light is incident on the first polarizing plate 162 from the backlight of the liquid crystal panel 101, the light is linearly polarized. Most of the linearly polarized light is absorbed by the first polarizing plate 162. The polarization state of the light absorbed by the axis A1 and transmitted through the first polarizing plate 162 is positioned at A2. That is, the transmission axis of the first polarizing plate 162 is located at the point A2. At this time, the absorption axis of the second polarizing plate 164 is located at the point B2, and is spaced apart from the transmission axis of the first polarizing plate 162 by a predetermined distance.

상기 제1편광판(162)에서 선형편광된 광이 음성 이축 보상필름(150)을 투과하게 되면, 그 편광상태가 A2지점에서 C1지점으로 회전하게 된다. 이때, 상기 음성 이축 보상필름(150)은 음성 이축필름이므로, 그 광학축이 nx축 및 nz축 사이에 존재한다. 따라서, 광의 편광상태가 nx축 및 nz축 사이의 광학축을 중심으로 시계방향으로 회전하게 되어 편광상태가 A2지점에서 C1지점으로 이동하게 되는 것이다. 이때, 광의 편광상태는 푸앵카레구의 3사분면상에 위치한 타원편광상태를 유지하게 된다.When the linearly polarized light in the first polarizing plate 162 is transmitted through the negative biaxial compensation film 150, the polarization state is rotated from the point A2 to the point C1. In this case, since the negative biaxial compensation film 150 is a negative biaxial film, the optical axis is present between the n x axis and the n z axis. Therefore, the polarization state of the light is rotated clockwise about the optical axis between the n x axis and the n z axis so that the polarization state is moved from the A2 point to the C1 point. At this time, the polarization state of the light maintains an elliptical polarization state located on three quadrants of the Poincare sphere.

상기와 같이 편광이 변경된 광이 액정패널(101)의 제1절연층(124), 즉 양성 C-보상층을 투과하게 되면, S2축을 중심으로 회전하여 편광상태가 C1지점에서 C2지점으로 이동하게 된다.As described above, when the polarized light is transmitted through the first insulating layer 124 of the liquid crystal panel 101, that is, the positive C-compensation layer, the light is rotated about the S2 axis to move the polarization state from the C1 point to the C2 point. do.

상기와 같이 편광상태가 변경된 광이 액정층을 투과하게 되면, 편광상태가 상기 S2축을 중심으로 회전하여 그 편광상태가 C2지점에서 B2지점으로 이동하게 된다. 결국, 상기 액정패널(101)을 투과한 광은 제2편광판(164)의 흡수축과 동일한 편광축을 갖는 선편광된 광으로 변경되며, 이 편광된 광이 제2편광(164)에서 모두 흡수되어 광이 제2편광판(164)을 투과하지 못하는 것이다.When the light whose polarization state is changed as described above is transmitted through the liquid crystal layer, the polarization state is rotated about the S2 axis, and the polarization state is moved from the C2 point to the B2 point. As a result, the light transmitted through the liquid crystal panel 101 is changed into linearly polarized light having the same polarization axis as the absorption axis of the second polarizing plate 164, and all of the polarized light is absorbed by the second polarization 164. The second polarizing plate 164 does not penetrate.

도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 12 is a view showing the structure of a transverse electric field mode liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.

도 12에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시소자(201)에서는 유리와 같은 투명한 물질로 이루어진 제1기판(220) 위에 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터는 제1기판(220) 위에 형성된 형성된 게이트전극(211)과, 게이트전극(211)이 형성된 상기 제1기판(220) 전체에 걸쳐 게이트절연층(222)과, 상기 게이트절연층(222) 위에 형성된 반도체층(212)과, 상기 반도체층(212) 위에 형성된 소스전극(213) 및 드레인전극(214)으로 이루어진다. As illustrated in FIG. 12, in the transverse electric field mode liquid crystal display device 201, a thin film transistor is formed on the first substrate 220 made of a transparent material such as glass. The thin film transistor may include a gate electrode 211 formed on the first substrate 220, a gate insulating layer 222, and the gate insulating layer all over the first substrate 220 on which the gate electrode 211 is formed. The semiconductor layer 212 formed on the 222 and the source electrode 213 and the drain electrode 214 formed on the semiconductor layer 212.

상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판(220)에는 제1절연층(224) 및 제2절연층(226)이 형성되며, 상기 제1절연층(224) 위에는 화소전극(105)이 형성되고 제2절연층(226) 위에는 공통전극이 형성된다. 이때, 상기 화소전극(205)은 액정표시소자의 화소영역 전체에 걸쳐 더미형상으로 형성되며, 제1절연층(224)에 형성된 컨택홀(217)을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(224)과 전기적으로 접속된다. 제2절연층(226) 위에는 일정 폭을 갖는 띠형상의 공통전극(207)이 형성되어 상기 화소전극(205)과 공통전극(207) 사이에 기판(210)과 평행한 횡전계가 형성된다. 이때, 상기 공통전극(207)은 도 1에 도시된 공통전극과 같이 화소내에서 적어도 1회 절곡되도록 형성될 수 있다. A first insulating layer 224 and a second insulating layer 226 are formed on the first substrate 220 on which the thin film transistor is formed, and a pixel electrode 105 is formed on the first insulating layer 224. The common electrode is formed on the insulating layer 226. In this case, the pixel electrode 205 is formed in a dummy shape over the entire pixel region of the liquid crystal display, and electrically connected to the drain electrode 224 of the thin film transistor through the contact hole 217 formed in the first insulating layer 224. Is connected. A band-shaped common electrode 207 having a predetermined width is formed on the second insulating layer 226 to form a transverse electric field parallel to the substrate 210 between the pixel electrode 205 and the common electrode 207. In this case, the common electrode 207 may be formed to be bent at least once in the pixel like the common electrode illustrated in FIG. 1.

또한, 상기 제2기판(120) 전체에 걸쳐 폴리이미드나 폴리아미드 등의 물질로 이루어진 제1배향막(228a)이 형성되는데, 상기 제1배향막(228a)에는 러빙 등의 방법에 의해 액정분자를 특정 방향으로 배향하기 위한 배향방향이 결정된다.In addition, a first alignment layer 228a made of a material such as polyimide or polyamide is formed on the entire second substrate 120. Liquid crystal molecules are identified in the first alignment layer 228a by a method such as rubbing. The orientation direction for orientation in the direction is determined.

제2기판(230)에는 블랙매트릭스(232)와 컬러필터층(234)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(232)는 박막트랜지스터 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(234)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다. 컬러필터층(234) 위에는 상기 컬러필터층(234)을 보호하고 기판의 평탄성을 향상시키기 위한 제1오버코트층(236) 및 제2오버코트층(238)이 형성되어 있으며, 그 위에 배향방향이 결정된 제2배향막(228b)이 형성되어 있다.The black matrix 232 and the color filter layer 234 are formed on the second substrate 230. The black matrix 232 is mainly formed between the thin film transistor region and the pixel and the pixel (ie, the gate line and the data line region). The color filter layer 234 is composed of R (Red), B (Blue), and G (Green) to implement actual colors. The first overcoat layer 236 and the second overcoat layer 238 are formed on the color filter layer 234 to protect the color filter layer 234 and to improve the flatness of the substrate. An alignment film 228b is formed.

제1오버코트층(236)은 양성 A-보상기능을 갖는 유기물질로 형성되는데, 예를 들면 시클로올레핀 폴리머나 폴리카보네이트, UV 경화형 수평 또는 수평배향 액정, 폴리스티렌수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 제1오버코트층(236)의 두께는 약 0.5-2㎛이고 수평방향의 위상차값(Re)은 Re=40~160nm이다.The first overcoat layer 236 is formed of an organic material having a positive A-compensation function. For example, a cycloolefin polymer or polycarbonate, UV curable horizontal or horizontal alignment liquid crystal, polystyrene resin, polyethylene terephthalate, or the like may be used. . In this case, the thickness of the first overcoat layer 236 is about 0.5-2 μm, and the retardation value Re in the horizontal direction is Re = 40 to 160 nm.

상기 제2오버코트층(238)은 양성 C-보상기능을 갖는 저유전율의 유기절연물질로 형성되는데, 예를 들면 시클로올레핀 폴리머나 폴리카보네이트, UV 경화형 수평 또는 수평배향 액정, 폴리스티렌수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 제2오버코트층(238)의 두께는 약 0.5-2㎛이고 두께방향의 위상차값(Rth)은 Rth=40~200nm이다.The second overcoat layer 238 is formed of a low dielectric constant organic insulating material having a positive C-compensation function. For example, cycloolefin polymer or polycarbonate, UV curable horizontal or horizontal alignment liquid crystal, polystyrene resin, polyethylene terephthalate And the like can be used. At this time, the thickness of the second overcoat layer 238 is about 0.5-2 μm and the phase difference value Rth in the thickness direction is Rth = 40 to 200 nm.

상기 제1기판(220) 및 제2기판(230) 사이에는 액정층(240)이 형성되어 액정패널(201)이 완성된다. 이때, 액정층(240)은 위상차값이 약 250nm~350nm인 네메틱(Nematic)액정을 사용한다.The liquid crystal layer 240 is formed between the first substrate 220 and the second substrate 230 to complete the liquid crystal panel 201. In this case, the liquid crystal layer 240 uses a nematic liquid crystal having a retardation value of about 250 nm to 350 nm.

상기 액정패널(201)의 양면에는 각각 제1편광판(262) 및 제2편광판(264)이 부착된다. 이때, 상기 제1편광판(262) 및 제2편광판(264)은 각각 편광체와 편광체의 양면에 부착되는 지지체로 이루어진다. First and second polarizing plates 262 and 264 are attached to both surfaces of the liquid crystal panel 201, respectively. In this case, the first polarizing plate 262 and the second polarizing plate 264 are made of a polarizer and a support attached to both surfaces of the polarizer, respectively.

상기 편광체는 자연광을 임의의 편광된 광으로 변환될 수 있는 필름이다. 이때, 상기 편광체는 입사되는 빛을 직교하는 2개의 편광성분으로 나누었을 때, 2개의 편광성분중 하나의 편광성분은 통과시키고 다른 편광성분은 흡수, 반사 또는 산란시키는 기능을 갖는 것이 사용될 수 있다. 상기 편광체에 사용되는 광학필름으로는 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 요오드 또는 2색성 염료를 함유하는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol;PVA)계 수지를 주성분으로 하는 고분자필름, 2색성물질과 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 일정 방향으로 배향시킨 O형 편광체 및 리오트로픽(lyotropic) 액정을 일정 방향으로 배향시킨 E형 편광체 등을 사용할 수 있다. The polarizer is a film that can convert natural light into any polarized light. In this case, when the polarizer is divided into two orthogonal polarization components of the incident light, one having a function of passing one polarization component of the two polarization components and absorbing, reflecting or scattering the other polarization components may be used. . Although there is no restriction | limiting in particular as an optical film used for the said polarizer, For example, the polymer film which consists mainly of polyvinyl alcohol (PVA) type resin containing iodine or a dichroic dye, a dichroic substance, and liquid crystalline The O-type polarizer which orientated the liquid crystalline composition containing a compound in the fixed direction, and the E-type polarizer which orientated the lyotropic liquid crystal in the fixed direction can be used.

상기 지지체는 상기 편광체를 보호하기 위한 것으로, 주로 필름형태로 이루어진다. 따라서, 상기 편광체를 보호할 수 있다면 어떠한 보호필름이라도 사용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose;TAC)이나 위상차(Rth)가 없는 트리아세틸셀룰로오스 (zero retardation TAC)이 상기 지지체로 사용될 수 있다. 이때, 상기 트리아세틸셀룰로오스은 0~200nm의 위상차값을 갖는 것이 바람직하다.The support is for protecting the polarizer, and mainly consists of a film. Therefore, any protective film may be used as long as the polarizer can be protected. For example, triacetylcellulose (TAC) or triacetylcellulose without phase difference (Rth) may be used as the support. At this time, it is preferable that the said triacetyl cellulose has a phase difference value of 0-200 nm.

또한, 상기 지지체로서 위상차(Rth)가 없는 트리아세틸셀룰로오스(zero retardation TAC)를 시용할 수도 있다. In addition, triacetyl cellulose (zero retardation TAC) without phase difference (Rth) may be used as the support.

제1편광판(262)의 외부면에는 트리아세틸셀룰로오스(TAC)이 부착되고 액정패널(201)과 접하는 제1편광판(262)의 면에는 위상차(Rth)가 없는 트리아세틸셀룰로오스(zero retardation TAC)이 부착되며, 제2편광판(264)의 양면에는 각각 트리아세틸셀룰로오스(TAC)이 부착된다.Triacetyl cellulose (TAC) is attached to the outer surface of the first polarizing plate 262, and triacetyl cellulose (zero retardation TAC) without phase difference (Rth) is formed on the surface of the first polarizing plate 262 in contact with the liquid crystal panel 201. Triacetyl cellulose (TAC) is attached to both surfaces of the second polarizing plate 264.

이때, 상기 제1편광판(262) 및 제2편광판(264) 각각의 일면(즉, 액정패널과 접하지 않고 외부로 노출되는 면)에만 트리아세틸셀룰로오스(TAC)이 부착될 수도 있고 제2편광판(264)의 액정패널(201)에 접하는 면에 위상차(Rth)가 없는 트리아세틸셀룰로오스(zero retardation TAC)이 부착될 수도 있을 것이다.In this case, triacetyl cellulose (TAC) may be attached to only one surface of each of the first polarizing plate 262 and the second polarizing plate 264 (that is, a surface exposed to the outside without being in contact with the liquid crystal panel) or the second polarizing plate ( A triacetyl cellulose (zero retardation TAC) without a phase difference (Rth) may be attached to a surface of the liquid crystal panel 201 of 264.

상기 제1편광판(262)과 제2편광판(264)의 편광방향은 서로 수직이다. 즉, 제1편광판(262)의 흡수축은 90°의 각도로 배치되고 제2편광판(264)의 흡수축은 0°의 각도로 배치된다. The polarization directions of the first polarizing plate 262 and the second polarizing plate 264 are perpendicular to each other. That is, the absorption axis of the first polarizing plate 262 is disposed at an angle of 90 degrees and the absorption axis of the second polarizing plate 264 is disposed at an angle of 0 degrees.

또한, 양성 A-보상층으로 구성된 제1오버코트층(236)의 광학축은 0°로 배치되고 액정패널(201)의 러빙방향은 0°로 이루어지며, 제2편광필름(264)의 광학축의 0°의 각도로 배치된다. 액정패널(201)의 액정층의 액정분자는 액정패널(201)의 오프상태시 배향막의 러빙방향을 따라 배치된다. 따라서, 액정분자의 광학축도 0°를 이루는 것이다.In addition, the optical axis of the first overcoat layer 236 composed of the positive A-compensation layer is disposed at 0 °, the rubbing direction of the liquid crystal panel 201 is made at 0 °, and zero of the optical axis of the second polarizing film 264. Are placed at an angle of °. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel 201 are disposed along the rubbing direction of the alignment layer in the off state of the liquid crystal panel 201. Accordingly, the optical axis of the liquid crystal molecules also forms 0 °.

상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 액정표시소자의 편광상태를 도 13a 및 도 13b를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 도 13a는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자에서의 각각의 구성에서의 편광상태를 나타내는 도면이고 도 13b는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자에서의 편광상태를 나타내는 푸앵카레구를 나타내는 도면이다.The polarization state of the liquid crystal display according to the present exemplary embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 13A and 13B. 13A is a view showing polarization states in respective configurations of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a view showing polarization states in the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. It is a figure which shows the Poincare sphere shown.

도 13a에 도시된 바와 같이, 양성 c-보상층(238)(즉, 제2오버코트층)은 액정층과 제2편광판(264) 사이에 배치되며, 양성 A-보상층(236)은 양성 c-보상층(238)과 제2편광판(264) 사이에 배치된다. 이때, 상기 양성 A-보상층(236)의 광학축은 제1편광판(262)이 광흡수축과는 수직으로 이루어진다(즉, 광학축이 0°를 형성한다). 또한, 제2편광판(264)은 액정패널(201) 상부에 배치되며, 이때 제2편광판(264)의 광흡수축은 액정패널(201)의 러빙방향과 수평을 이룬다(즉, 제2편광판의 광흡축이 0°의 각도로 형성된다).As shown in FIG. 13A, the positive c-compensation layer 238 (ie, the second overcoat layer) is disposed between the liquid crystal layer and the second polarizing plate 264, and the positive A-compensation layer 236 is positive c -Disposed between the compensation layer 238 and the second polarizing plate 264. In this case, the optical axis of the positive A-compensation layer 236 is perpendicular to the light absorption axis of the first polarizing plate 262 (that is, the optical axis forms 0 °). In addition, the second polarizing plate 264 is disposed above the liquid crystal panel 201, where the light absorption axis of the second polarizing plate 264 is parallel to the rubbing direction of the liquid crystal panel 201 (that is, the light of the second polarizing plate). Absorption is formed at an angle of 0 °).

도 13b에 도시된 바와 같이, 액정패널(201)의 백라이트로부터 편광되지 않은 광이 제1편광판(262)으로 입사되면 상기 광이 선편광되는데, 선편광된 광은 대부분은 제1편광판(262)의 흡수축(A1지점)에 의해 흡수되고 상기 제1편광판(262)을 투과한 광의 편광상태는 A2지점에 위치하게 된다. 즉, 상기 A2지점에 제1편광판(262)의 투과축이 위치하는 것이다. 이때, 제2편광판(264)의 흡수축은 B2지점에 위치하게 되어, 상기 제1편광판(262)의 투과축과는 일정 거리 이격되어 있다.As shown in FIG. 13B, when the non-polarized light is incident on the first polarizing plate 262 from the backlight of the liquid crystal panel 201, the light is linearly polarized. Most of the linearly polarized light is absorbed by the first polarizing plate 262. The polarization state of the light absorbed by the axis A1 and transmitted through the first polarizing plate 262 is positioned at A2. That is, the transmission axis of the first polarizing plate 262 is located at the point A2. At this time, the absorption axis of the second polarizing plate 264 is located at the point B2, and is spaced apart from the transmission axis of the first polarizing plate 262 by a predetermined distance.

상기 제1편광판(262)에서 선형편광된 광이 액정패널(201)의 액정층을 투과하게 되면, 배향막이 0°의 각도로 러빙되어 있으므로, 선형 편광된 광의 편광상태가 S2축을 중심으로 회전하여 C1지점으로 이동하게 된다.When the linearly polarized light in the first polarizing plate 262 is transmitted through the liquid crystal layer of the liquid crystal panel 201, since the alignment layer is rubbed at an angle of 0 °, the polarization state of the linearly polarized light is rotated about the S2 axis. You will move to C1.

상기와 같이 편광이 변경된 광이 액정패널(201)의 양성 c-보상층(238)을 투과하게 되면, 선형 변경된 광의 편광상태가 S2축을 중심으로 회전하여 편광상태가 C2지점으로 이동하게 된다.When the light with the changed polarization is transmitted through the positive c-compensation layer 238 of the liquid crystal panel 201, the polarization state of the linearly changed light is rotated about the S2 axis, and the polarization state is moved to the C2 point.

상기와 같이 편광이 변경된 광이 액정패널(201)의 제1오버코트층(236), 즉 양성 A-보상층을 투과하게 되면, A2O축을 중심으로 편광상태가 회전하게 되어 편광상태가 C2지점에서 C3지점으로 이동하게 된다.When the light whose polarization is changed as described above is transmitted through the first overcoat layer 236 of the liquid crystal panel 201, that is, the positive A-compensation layer, the polarization state is rotated around the A 2 O axis, and the polarization state is C3 at the point C2. You will be taken to the point.

또한, 편광이 변경된 광이 편광판의 트리아세틸셀룰로오스(TAC)을 투과하게 되면, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)에 의해 지연값에 의해 광이 편광상태가 C3지점에서 B2지점으로 이동하게 된다. 결국, 상기 액정패널(201)을 투과한 광은 제2편광판(264)의 흡수축과 동일한 편광축을 갖는 선편광된 광으로 변경되며, 이 편광된 광이 제2편광(264)에서 모두 흡수되어 광이 제2편광판(264)을 투과하지 못하는 것이다.In addition, when the polarized light is transmitted through the triacetyl cellulose (TAC) of the polarizing plate, the light is moved from the C3 point to the B2 point by the delay value by the triacetyl cellulose (TAC). As a result, the light transmitted through the liquid crystal panel 201 is changed into linearly polarized light having the same polarization axis as the absorption axis of the second polarizing plate 264, and the polarized light is absorbed by the second polarization 264. The second polarizing plate 264 does not penetrate.

도 14a는 종래 액정표시소자의 대각선 시야방향에서의 노멀리블랙모드에서의 휘도시야각 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이고 도 14b 및 도 14c는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 종래 액정표시소자의 대각선 시야방향에서의 노멀리블랙모드에서의 휘도시야각 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 14A is a diagram illustrating a result of simulating luminance viewing angle characteristics in a normally black mode in a diagonal viewing direction of a conventional liquid crystal display device. FIGS. 14B and 14C illustrate the first and second embodiments of the present invention. It is a figure which shows the result of simulating the luminance viewing angle characteristic in normally black mode in the diagonal viewing direction of the conventional liquid crystal display element.

여기서, 하부 편광판과 상부 편광판은 광 투과축이 서로 직교하도록 배열되며, 액정층의 광축은 상기 상부 편광판의 광 투과축과 평행한 상태이다. 이때, 도 14a-도 14c는 백색광을 사용하였을 때, 모든 동경각(또는, 방위각)에 대한 0~80°범위의 경사각에서 종래 액정표시소자와 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따라 광학보상필름을 포함하는 액정표시장치에 대한 명암대비비 특성을 시뮬레이션한 결과이다. 도 14a-도 14c에서 원의 중심은 경사각이 0인 경우이며, 원의 반지름이 증가할수록 경사각이 증가됨을 나타내며, 원주를 따라서 표기된 수치는 동경각을 나타낸다.Here, the lower polarizing plate and the upper polarizing plate are arranged so that the light transmission axes are perpendicular to each other, and the optical axis of the liquid crystal layer is in a state parallel to the light transmission axis of the upper polarizing plate. 14A to 14C show a conventional liquid crystal display device and the first and second embodiments of the present invention at an inclination angle in the range of 0 ° to 80 ° with respect to all mirror angles (or azimuth angles) when white light is used. Accordingly, the contrast ratio characteristics of the liquid crystal display including the optical compensation film are simulated. 14A to 14C, the center of the circle is a case where the inclination angle is 0, indicating that the inclination angle increases as the radius of the circle increases, and the numerical values written along the circumference indicate the east angle.

또한, 도 14a-도 14c에서 파란색에서 노란색 및 붉은 색으로 갈수록 노멀리블랙모드에서 빛샘이 증가하는 것이다. 도 14a의 종래 액정표시소자와 도 14b 및 도 14c의 본 발명에 따른 액정표시소자의 명암대비비특성을 비교해 보면, 노멀리 블랙모드일 때 액정표시패널의 대각방향에 해당하는 45도, 135도, 225도 및 315도에서 빛샘이 현저하게 줄어든 것을 알 수 있다. 이에 따라, 발명의 액정표시소자에서 노멀리블랙모드에서 액정표시장치의 휘도가 감소하고 명암 대비비가 향상되는 것을 알 수 있으며 그 결과 본 발명에 따른 액정표시소자에서 대각선 시야각방향에서의 투과도는 종래 액정표시소자에 비해 대폭 감소하였음을 알 수 있다.In addition, in FIG. 14A to FIG. 14C, light leakage increases in a normally black mode from blue to yellow and red. When comparing the contrast ratio characteristics of the conventional liquid crystal display of FIG. 14A and the liquid crystal display according to the present invention of FIGS. 14B and 14C, 45 degrees and 135 degrees corresponding to diagonal directions of the liquid crystal display panel in the normally black mode. At 225 degrees and 315 degrees, the light leakage is markedly reduced. Accordingly, it can be seen that the brightness of the liquid crystal display is reduced and the contrast ratio is improved in the normally black mode in the liquid crystal display device of the present invention. It can be seen that significantly reduced compared to the display element.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예를 들면, 본 발명의 제1실시에서는 광이 박막트랜지스터가 형성된 제1기판으로 입력되어 컬러필터가 형성되는 제2기판으로 출력되지만, 광이 컬러필터가 형성되는 제2기판으로 입력된 후 박막트랜지스터가 형성된 제1기판으로 출력되는 경우에도 도 11b에 도시된 바와 같은 편광방향의 변경이 역으로 진행되어 제1실시예와 동일한 결과를 얻을 수 있을 것이다. 또한, 제2실시에도 마찬가지로 광이 제2기판을 통해 액정패널을 입력되어 투과되는 경우에도 제2실시예과 동일한 결과를 얻을 수 있을 것이다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. For example, in the first embodiment of the present invention, light is input to the first substrate on which the thin film transistor is formed and output to the second substrate on which the color filter is formed, but light is input to the second substrate on which the color filter is formed. Even when the transistor is output to the first substrate on which the transistor is formed, the polarization direction change as shown in FIG. 11B is reversed, thereby obtaining the same result as in the first embodiment. In addition, in the second embodiment, the same result as in the second embodiment may be obtained even when light is transmitted through the liquid crystal panel through the second substrate.

또한, 상세한 설명에서는 화소전극이 제1절연층 위에 더미형상으로 형성되고 공통전극이 제2절연층 위에 띠형상으로 형성되어 화소전극과 공통전극 사이에 횡전계를 형성하는 구성이 개시되어 있지만, 화소전극과 공통전극이 모두 서로 평행하는 띠형상으로 형성될 수도 있고 이들 띠형상의 화소전극과 공통전극이 제1절연층 및 제2절연층에 형성될 수 있을 것이다.Further, in the detailed description, a configuration is disclosed in which a pixel electrode is formed in a dummy shape on the first insulating layer and a common electrode is formed in a band shape on the second insulating layer to form a transverse electric field between the pixel electrode and the common electrode. Both the electrode and the common electrode may be formed in a band shape parallel to each other, and these band-shaped pixel electrodes and the common electrode may be formed in the first insulating layer and the second insulating layer.

따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다. Therefore, the invention should not be construed as limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims and the claims.

101 : 액정패널 120,130 : 기판
124 : 절연층(c-보상층) 134 : 컬러필터층
140 : 액정층 150 : 이축 보상필름
162,164 : 편광판 236 : 제1오버코트층(A-보상층)
238 : 제2오버코트층(C-보상층)
101: liquid crystal panel 120,130: substrate
124: insulating layer (c-compensation layer) 134: color filter layer
140: liquid crystal layer 150: biaxial compensation film
162,164 polarizer 236 first overcoat layer (A-compensation layer)
238: second overcoat layer (C-compensation layer)

Claims (22)

박막트랜지스터가 형성된 제1기판, 컬러필터가 형성된 제2기판, 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정패널;
상기 제1기판에 형성되고 두께방향의 위상차값이 Rth=80~200nm인 c-보상특성을 갖는 유전물질로 형성된 제1절연층;
상기 액정패널의 상하부에 위치하여 입사되는 광을 편광시키는 제1편광판 및 제2편광판; 및
상기 액정패널 하부에 제1편광판과 액정패널 사이에 배치되어 액정패널로 공급되는 광의 편광상태를 변경시키며, 수평방향의 위상차값 Re=60~14nm이고 두께방향의 위상차값 Rth=80~160nm인 이축 보상필름으로 구성되며,
여기서 상기 Re=(nx-ny)d이고 Rth=(nx-nz)d이고 nx, ny 및 nz는 각각 x축방향의 굴절률, y축방향의 굴절률 및 z축방향의 굴절률인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
A liquid crystal panel including a first substrate having a thin film transistor, a second substrate having a color filter, a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate;
A first insulating layer formed on the first substrate and formed of a dielectric material having a c-compensation characteristic in which the retardation value in the thickness direction is Rth = 80 to 200 nm;
First and second polarizing plates positioned above and below the liquid crystal panel to polarize incident light; And
A biaxial axis disposed between the first polarizing plate and the liquid crystal panel below the liquid crystal panel to change the polarization state of the light supplied to the liquid crystal panel, and having a phase difference value Re = 60 to 14 nm in the horizontal direction and a phase difference value Rth = 80 to 160 nm in the thickness direction; Compensation film
Where Re = (n x -n y ) d and Rth = (n x -n z ) d and n x , n y and n z are the refractive indices in the x-axis direction, the refractive indices in the y-axis direction and the z-axis direction, respectively. A liquid crystal display device characterized by the refractive index.
제1항에 있어서, 상기 제1편광판 및 제2편광판의 흡수축은 서로 수직인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 1, wherein absorption axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate are perpendicular to each other. 제1항에 있어서, 상기 제1편광판 및 제2편광판은 각각,
지지체; 및
일면이 상기 지지체에 부착된 편광체로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
The method of claim 1, wherein the first polarizing plate and the second polarizing plate, respectively,
A support; And
Liquid crystal display device, characterized in that one surface made of a polarizer attached to the support.
제3항에 있어서, 상기 지지체는 투명보호필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device of claim 3, wherein the support is made of a transparent protective film. 제4항에 있어서, 상기 투명보호필름은 트리아세틸셀룰로오스 또는 위상차(Rth)가 없는 트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the transparent protective film is made of triacetyl cellulose or triacetyl cellulose having no phase difference (Rth). 제3항에 있어서, 상기 편광체는 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the polarizer is made of polyvinyl alcohol-based resin. 제1항에 있어서, 상기 제1절연층은 시클로올레핀 폴리머, 폴리카보네이트, UV경화형 수평 배향 액정, 폴리스티렌수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device of claim 1, wherein the first insulating layer is formed of a material selected from the group consisting of cycloolefin polymer, polycarbonate, UV-curable horizontally oriented liquid crystal, polystyrene resin, and polyethylene terephthalate. 제1항에 있어서, 상기 이축필름은 UV경화용 액정필름(UV curable liquid crystal film), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리스티렌로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device of claim 1, wherein the biaxial film is made of a material selected from a group consisting of UV curable liquid crystal films, polycarbonates, polyethylene terephthalates, and polystyrenes. 제1항에 있어서, 상기 이축필름의 광학축은 제1편광판의 광흡수축과 수직인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 1, wherein the optical axis of the biaxial film is perpendicular to the light absorption axis of the first polarizing plate. 제1항에 있어서, 상기 액정패널의 러빙방향은 제1편광판의 광흡수축과 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 1, wherein the rubbing direction of the liquid crystal panel is parallel to the light absorption axis of the first polarizing plate. 제1항에 있어서, 편광되지 않은 광이 상기 제1편광판을 통해 입사되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 1, wherein unpolarized light is incident through the first polarizing plate. 제1항에 있어서, 편광되지 않은 광이 상기 제2편광판을 통해 입사되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 1, wherein unpolarized light is incident through the second polarizing plate. 제1항에 있어서, 상기 제1절연층의 두께는 1-2㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device of claim 1, wherein the first insulating layer has a thickness of 1-2 μm. 제1항에 있어서,
제1기판에 형성된 박막트랜지스터;
상기 제1절연층에 형성되어 제1절연층에 형성된 컨택홀을 통해 박막트랜지스터와 전기적으로 접속되는 화소전극;
상기 화소전극이 형성된 제1절연층 상부에 형성된 제2절연층;
상기 제2절연층 위에 형성된 공통전극;
제2기판에 형성된 컬러필터층 및 블랙매트릭스; 및
상기 제1기판 및 제2기판에 각각 형성된 제1배향막 및 제2배향막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
The method of claim 1,
A thin film transistor formed on the first substrate;
A pixel electrode formed on the first insulating layer and electrically connected to the thin film transistor through a contact hole formed in the first insulating layer;
A second insulating layer formed on the first insulating layer on which the pixel electrode is formed;
A common electrode formed on the second insulating layer;
A color filter layer and a black matrix formed on the second substrate; And
And a first alignment layer and a second alignment layer formed on the first substrate and the second substrate, respectively.
박막트랜지스터가 형성된 제1기판, 컬러필터가 형성된 제2기판, 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정패널;
제2기판에 형성되며, 수평방향의 위상차값이 Re=40~160nm인 A-보상특성을 갖는 유전물질로 이루어져, 입사되는 광의 편광특성을 변경시키는 제1오버코트층;
상기 제1오버코트층 위에 형성되며, 두께방향의 위상차값이 Rth=40~200nm인 c-보상특성을 갖는 유전물질로 이루어져, 입사되는 광의 편광특성을 변경시켜 제1오버코트층으로 출력하는 제2오버코트층; 및
상기 액정패널의 상하부에 위치하여 입사되는 광을 편광시키는 제1편광판 및 제2편광판으로 구성되며,
여기서 상기 Re=(nx-ny)d이고 Rth=(nx-nz)d이고 nx, ny 및 nz는 각각 x축방향의 굴절률, y축방향의 굴절률 및 z축방향의 굴절률인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
A liquid crystal panel including a first substrate having a thin film transistor, a second substrate having a color filter, a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate;
A first overcoat layer formed on the second substrate, the first overcoat layer being made of a dielectric material having an A-compensation characteristic having a retardation value in a horizontal direction of Re = 40 to 160 nm to change the polarization characteristic of incident light;
A second overcoat formed on the first overcoat layer and made of a dielectric material having a c-compensation characteristic having a thickness retardation value of Rth = 40 to 200 nm to change the polarization characteristic of incident light and output the same to the first overcoat layer. layer; And
Located in the upper and lower parts of the liquid crystal panel and consists of a first polarizing plate and a second polarizing plate for polarizing the incident light,
Where Re = (n x -n y ) d and Rth = (n x -n z ) d and n x , n y and n z are the refractive indices in the x-axis direction, the refractive indices in the y-axis direction and the z-axis direction, respectively. A liquid crystal display device characterized by the refractive index.
제1항에 있어서, 상기 제1편광판은,
편광체;
액정패널과 접하는 편광체의 일면에 부착된 위상차(Rth)가 없는 트리아세틸셀룰로오스(zero retardation TAC); 및
상기 편광체 타면에 부착된 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
The method of claim 1, wherein the first polarizing plate,
Polarizers;
Triacetyl cellulose (zero retardation TAC) having no phase difference (Rth) attached to one surface of the polarizer in contact with the liquid crystal panel; And
Liquid crystal display device comprising a triacetyl cellulose (TAC) attached to the other surface of the polarizer.
제1항에 있어서, 상기 제2편광판은,
편광체;
편광체 양면에 부착된 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
The method of claim 1, wherein the second polarizing plate,
Polarizers;
Liquid crystal display device comprising triacetyl cellulose (TAC) attached to both sides of the polarizer.
제15항에 있어서, 상기 제1편광판 및 제2편광판의 흡수축은 서로 수직인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 15, wherein the absorption axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate are perpendicular to each other. 제15항에 있어서, 상기 제1오버코트층의 광학축은 제1편광판의 광흡수축과 수직인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device of claim 15, wherein the optical axis of the first overcoat layer is perpendicular to the light absorption axis of the first polarizing plate. 제15항에 있어서, 상기 액정패널의 러빙방향은 제1편광판의 광흡수축과 수직한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 15, wherein the rubbing direction of the liquid crystal panel is perpendicular to the light absorption axis of the first polarizing plate. 제15항에 있어서, 편광되지 않은 광이 상기 제1편광판을 통해 입사되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 15, wherein unpolarized light is incident through the first polarizing plate. 제15항에 있어서, 편광되지 않은 광이 상기 제2편광판을 통해 입사되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 15, wherein unpolarized light is incident through the second polarizing plate.
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