KR101094406B1 - Color compensation polarizing filter and display device having the same - Google Patents

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Abstract

편광자층을 구비하여 광을 편광시키는 편광 광학필터로서, 780nm 이하의 두께를 갖는 박막층과, 상기 박막층의 일면에 형성되고 상기 박막층보다 큰 두께를 갖는 제1후막층과, 상기 박막층의 타면에 형성되고 상기 박막층보다 큰 두께를 갖는 제2후막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터를 제공한다. 여기서, 상기 제1후막층 및 제2후막층 중 적어도 하나 이상은, 상기 편광자층, 상기 편광자층을 보호하는 편광자보호층, 공기층, 점착제층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 투명기재 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴이 형성된 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층이다. 바람직하게는, 상기 색보상 편광 광학필터는, 파장(λ)이 380~500nm인 청색 영역의 빛에 대하여 하기 수학식에 따른 투과율(T)의 평균값이 최대가 되도록 상기 박막층의 두께(ℓ), 상기 박막층의 굴절율(n) 및 상기 박막층의 반사율(R)을 조절한다. T=(1-R)2/(1+R2-2Rcoδ), δ=(2π/λ)2nℓcosθ, (θ는 0°~ 80°) 바람직하게는, 상기 색보상 편광 광학필터는 파장이 380~500nm인 청색 영역의 빛에 대한 투과율이 빛의 입사각이 0°에서 80°로 증가함에 따라 증가한다. 바람직하게, 상기 박막층은 전후 방향 및 좌우 방향의 제1굴절율과 상하 방향의 제2굴절율을 갖는 복굴절 박막층이다. A polarizing optical filter having a polarizer layer to polarize light, the polarizing optical filter comprising: a thin film layer having a thickness of 780 nm or less, a first thick film layer formed on one surface of the thin film layer and having a thickness greater than that of the thin film layer, and formed on the other surface of the thin film layer. It provides a color compensation polarizing optical filter comprising a second thick film layer having a larger thickness than the thin film layer. Here, at least one of the first thick film layer and the second thick film layer may include a polarizer protective layer protecting the polarizer layer, the polarizer layer, an air layer, an adhesive layer, a transparent substrate layer, a substrate layer of a display panel, a hard coating layer, An antistatic layer, an external light shielding layer, an antireflection layer, or a diffusion layer in which an external light shielding pattern of a light absorbing material is formed on a transparent substrate. Preferably, the color-compensated polarizing optical filter has a thickness (l) of the thin film layer such that the average value of the transmittance (T) according to the following equation is maximum for light in a blue region having a wavelength λ of 380 to 500 nm, The refractive index n of the thin film layer and the reflectance R of the thin film layer are adjusted. T = (1-R) 2 / (1 + R 2 -2Rcoδ), δ = (2π / λ) 2nℓcosθ, (θ is 0 ° to 80 °) Preferably, the color-compensated polarizing optical filter has a wavelength of 380 The transmittance for light in the blue region of ˜500 nm increases as the incident angle of light increases from 0 ° to 80 °. Preferably, the thin film layer is a birefringent thin film layer having a first refractive index in the front-rear direction and the left-right direction and a second refractive index in the vertical direction.

Description

색보상 편광 광학필터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치{COLOR COMPENSATION POLARIZING FILTER AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}COLOR COMPENSATION POLARIZING FILTER AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 색보상 편광 광학필터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시야각 증가에 따른 색 변화량의 차이를 줄여서 시야각을 넓힐 수 있는 색보상 편광 광학필터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a color compensated polarizing optical filter and a display device having the same, and more particularly, to a color compensated polarizing optical filter capable of widening the viewing angle by reducing a difference in the amount of color change caused by an increase in the viewing angle and a display device having the same. will be.

현대 사회가 고도로 정보화 되어감에 따라서 이미지 디스플레이(image display) 관련부품 및 기기가 현저하게 진보하고 보급되고 있다. 그 중에서, 화상을 표시하는 디스플레이 장치는 텔레비전 장치용, 퍼스널 컴퓨터의 모니터장치용 등으로서 현저하게 보급되고 있으며, 또한 이러한 디스플레이의 대형화와 동시에 박형화가 진행되고 있다. As the modern society is highly informationized, image display-related parts and devices have been remarkably advanced and disseminated. Among them, display apparatuses for displaying images are widely used for television apparatuses, monitor apparatuses of personal computers, and the like, and thinning is progressing at the same time as these displays are enlarged.

일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치의 하나로써, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다. In general, a liquid crystal display is a flat panel display that displays an image using liquid crystal, and is thinner and lighter than other display devices, and has a low driving voltage and low power consumption. It is widely used throughout the industry.

도 1은 LCD의 기본 구조와 구동 원리를 개념적으로 도시한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram conceptually showing the basic structure and driving principle of an LCD.

종래의 VA mode LCD를 예로 들면, 도 1에서 보는 바와 같이 두 개의 편광필름(110, 120)의 광축이 서로 수직이 되도록 부착되어 있으며 투명 전극(140)이 코팅된 두 개의 투명 기판(130) 사이에 복굴절 특성을 보이는 액정분자(150)을 삽입, 배열하여 구동 전원부(180)에 의해 전기장을 인가했을 때 액정분자가 전기장에 수직으로 움직여 배열된다. 이때 백라이트 유닛으로부터 나오는 빛은 제1 편광필름(120)을 통과한 후 선편광이 되고, 도 1의 좌측에 도시된 바와 같이 off 상태인 경우 액정은 기판에 대해 수직 배향되어 있으므로, 선편광된 빛은 그 상태가 그대로 유지되어 제1 편광필름(120)과 수직인 제2 편광필름(110)을 통과하지 못하게 된다. 그러나 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 on 상태인 경우 액정은 전기장에 의해 기판과 평행한 방향으로 두 직교 편광필름(110, 120)의 광축 사이에 수평 배향되어 있어서 제1 편광필름을 통해 선편광된 빛은 액정분자를 통하면서 제2 편광필름에 도달하기 직전에 편광 상태가 원편광 또는 타원편광 상태로 변화하여 제2 편광필름을 통과하게 된다. 전기장의 세기를 조절하면 액정의 배열 상태가 수직 배향에서 점차 수평 방향으로 배향 각도가 변화하며 이때 나오는 빛의 세기를 조절할 수 있다.For example, in the conventional VA mode LCD, as shown in FIG. 1, the optical axes of the two polarizing films 110 and 120 are attached to each other perpendicularly, and between the two transparent substrates 130 coated with the transparent electrode 140. When the liquid crystal molecules 150 exhibiting birefringence characteristics are inserted into and arranged to apply an electric field by the driving power supply unit 180, the liquid crystal molecules are arranged perpendicularly to the electric field. In this case, the light emitted from the backlight unit becomes linearly polarized light after passing through the first polarizing film 120. When the light is off, as shown in the left side of FIG. 1, the liquid crystal is vertically aligned with respect to the substrate. The state is maintained as it is so as not to pass through the second polarizing film 110 perpendicular to the first polarizing film 120. However, in the on state as shown on the right side of FIG. 1, the liquid crystal is horizontally oriented between the optical axes of the two orthogonal polarizing films 110 and 120 in a direction parallel to the substrate by an electric field, and thus linearly polarized through the first polarizing film. While the light passes through the liquid crystal molecules, the polarization state is changed to a circularly or elliptically polarized state immediately before reaching the second polarizing film, and then passes through the second polarizing film. By adjusting the intensity of the electric field, the alignment angle of the liquid crystal is gradually changed from the vertical alignment to the horizontal direction, and the intensity of light emitted from the liquid crystal can be adjusted.

도 2는 종래의 편광필름의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a view schematically showing a structure of a conventional polarizing film.

편광필름은 일반적으로 편광자층(30)과 편광자보호층(40)을 포함한다. The polarizing film generally includes a polarizer layer 30 and a polarizer protective layer 40.

편광자층(30)은,PVA(Polyvinyl Alcohol) 필름을 일축 연신 시킨 후 요오드 분자 또는 이색성 염료(Dichroic Dye) 등을 PVA 고분자 사이에 한쪽 방향으로 배향 시킴으로서 한쪽 방향의 빛만을 통과시키고, 다른 쪽 방향의 빛은 흡수함으로서 편광자의 기능을 할 수 있도록 하는 염색과 연신기술에 의해 제조되고 있다.The polarizer layer 30 uniaxially stretches a PVA (Polyvinyl Alcohol) film, and then oriented iodine molecules or dichroic dyes (Dichroic Dye) in one direction between the PVA polymers to pass only light in one direction and the other direction. Light is manufactured by dyeing and stretching technology that absorbs light to function as a polarizer.

그러나, PVA 필름의 연신 및 요오드 흡착 등의 기술에 의해 제조된 편광자층 자체는 기본적으로 외부의 환경에 매우 취약하다는 단점이 있다. 연신 방향과 직교하는 방향으로의 인장강도가 매우 약하여 쉽게 끊어지고, 요오드계 편광자층의 경우 붕산에 의한 가교 후에도 승화 문제를 완전히 해결하지 못한다. 따라서, 이러한 편광자층을 보호하기 위한 편광자보호층(40)으로, TAC(Triacetate Cellulose) 필름을 점착층(50)을 매개로 편광자층의 양면에 접합함으로서 편광자층(30)을 보호한다. However, the polarizer layer itself produced by techniques such as stretching of PVA film and iodine adsorption has a disadvantage in that it is basically very vulnerable to the external environment. The tensile strength in the direction orthogonal to the stretching direction is so weak that it is easily broken, and the iodine-based polarizer layer does not completely solve the sublimation problem even after crosslinking by boric acid. Accordingly, the polarizer layer 30 is protected by bonding a triacate cellulose (TAC) film to both surfaces of the polarizer layer via the adhesive layer 50 as the polarizer protective layer 40 for protecting the polarizer layer.

이렇게 TAC-PVA-TAC의 3층 구조로 된 것을 일반적으로 편광 필름이라고 지칭한다. 한편, TAC 필름을 대체 또는 제거하기 위해 위상차 필름을 곧바로 편광자보호층으로 사용함으로써 두께를 줄이고 원가경쟁력을 높이는 제품들이 개발되고 있다.This three-layer structure of TAC-PVA-TAC is generally referred to as a polarizing film. Meanwhile, in order to replace or remove a TAC film, products using a retardation film as a polarizer protective layer are developed to reduce thickness and increase cost competitiveness.

도 3은 시야각에 따른 액정의 배향 상태와 광투과도를 보여주는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating alignment states and light transmittances of liquid crystals according to viewing angles.

화소(220) 내에 액정분자가 일정한 방향으로 배열되어 있는 경우, 시야각에 따라 배열 상태가 다르게 보이게 된다. 정면에서 우측 방향(210)에서 볼 때, 액정분자의 배열 상태는 거의 수평 배향(212)으로 보이게 되며, 화면이 상대적으로 밝게 보이게 된다. 화면의 정면에서 볼 때(230), 액정분자의 배열 상태(232)는 화소(220) 내의 액정분자의 배열과 동일하게 보인다. 정면에서 좌측 방향(250)에서 볼 때, 액정분자의 배열 상태는 수직 배향(252)으로 보이게 되며, 화면이 상대적으 로 어둡게 보이게 된다. When the liquid crystal molecules are arranged in a predetermined direction in the pixel 220, the arrangement state is different depending on the viewing angle. When viewed from the front side in the right direction 210, the arrangement state of the liquid crystal molecules appears to be almost horizontally aligned 212, and the screen appears relatively bright. When viewed from the front of the screen 230, the arrangement state 232 of the liquid crystal molecules looks the same as the arrangement of the liquid crystal molecules in the pixel 220. When viewed from the front in the left direction (250), the arrangement state of the liquid crystal molecules is shown in the vertical alignment (252), the screen looks relatively dark.

따라서, LCD는 시야각 변화에 따른 빛의 세기와 색의 변화가 발생하며 자발광 디스플레이에 비해 시야각이 크게 제한된다. 따라서, 시야각 개선을 위한 많은 연구가 진행되어 왔다.Therefore, the LCD generates light intensity and color change according to the change in the viewing angle, and the viewing angle is greatly limited compared to the self-luminous display. Therefore, much research has been conducted for improving the viewing angle.

도 4는 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 일 예를 보여주는 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating an example of the related art for improving the change in contrast ratio and color change according to a change in viewing angle.

도 4를 참조하면, 화소를 두 개의 부분 화소, 즉 제1 화소부(320)과 제2 화소부(340)로 분할하여 각 화소부의 액정 배열 상태가 서로 대칭이 되도록 하여 시청자가 보는 방향에 따라 제1 화소부(320)에서의 액정의 배열 상태와 제2 화소부(340)에서의 액정의 배열 상태가 동시에 보이게 되며, 시청자에게 보이는 빛의 세기는 각각의 화소부의 빛의 세기의 합이 된다. Referring to FIG. 4, the pixel is divided into two partial pixels, that is, the first pixel portion 320 and the second pixel portion 340, so that the liquid crystal arrangement of each pixel portion is symmetrical with each other, depending on the viewing direction. The arrangement state of the liquid crystals in the first pixel unit 320 and the arrangement state of the liquid crystals in the second pixel unit 340 are simultaneously seen, and the intensity of light visible to the viewer is the sum of the intensities of the light in each pixel unit. .

즉, 정면에서 우측 방향(310)에서 볼 때, 제1 화소부(320)의 액정은 수평 배향(312)으로 보이고 제2 화소부(340)의 액정은 수직 배향(314)으로 보이게 되며, 제1 화소부(320)에 의해 화면이 밝게 보일 수 있게 된다. 마찬가지로, 정면에서 좌측 방향(350)에서 볼 때, 제1 화소부(320)의 액정은 수직 배향(352)으로 보이고 제2 화소부(340)의 액정은 수평 배향(354)으로 보이게 되며, 제2 화소부(340)에 의해 화면이 밝게 보일 수 있게 된다. 정면에서 볼 때(330)는 각 화소부의 배열 상태와 동일하게 보이게 된다. That is, when viewed from the front side in the right direction 310, the liquid crystal of the first pixel portion 320 is shown as the horizontal alignment 312 and the liquid crystal of the second pixel portion 340 is shown as the vertical alignment 314. The screen may be made bright by the one pixel unit 320. Similarly, when viewed from the front in the left direction 350, the liquid crystal of the first pixel portion 320 is shown in the vertical alignment 352, and the liquid crystal of the second pixel portion 340 is shown in the horizontal alignment 354. By the two pixel unit 340, the screen can be seen brightly. When viewed from the front (330) is the same as the arrangement state of each pixel portion.

이에 따라 시청자가 볼 때 화면의 밝기는 시야각이 변함에 따라 동일 또는 유사해지며 화면에 대한 수직 방향을 중심으로 대칭이 된다. 따라서, 시야각 변화 에 따른 명암비 변화 및 색변화 정도가 개선될 수 있게 된다.Accordingly, the brightness of the screen when viewed by the viewer becomes the same or similar as the viewing angle changes, and becomes symmetric about the vertical direction with respect to the screen. Therefore, the change in contrast ratio and color change according to the change of viewing angle can be improved.

도 5는 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 다른 일 예를 보여주는 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating another example of the related art for improving the change in contrast ratio and color change according to a change in viewing angle.

도 5를 참조하면, 복굴절 특성을 가지고 있으며 그 특성이 LCD 패널에서 화소(440) 내의 액정분자와 동일하며, 액정분자의 배열 상태와 대칭이 되는 광학필름(420)이 추가된다. 시청자가 보는 방향에 따라 화소(440) 내의 액정의 배열 상태와 광학필름(420)의 복굴절 특성으로 인해 마치 액정의 배열 상태가 동시에 보이게 되며, 시청자에게 보이는 빛의 세기는 각각에 의한 빛의 세기의 합이 된다. Referring to FIG. 5, an optical film 420 having a birefringence characteristic, the characteristic of which is the same as that of the liquid crystal molecules in the pixel 440 in the LCD panel, and which is symmetric to the arrangement state of the liquid crystal molecules, is added. According to the viewing direction, the arrangement of the liquid crystals in the pixel 440 and the birefringence characteristics of the optical film 420 make the arrangement of the liquid crystals visible at the same time. Add up.

즉, 정면에서 우측 방향(410)에서 볼 때, 화소(440) 내의 액정은 수평 배향(414)으로 보이고 광학필름(420)에 의한 가상 액정은 수직 배향(412)으로 보이게 되며, 빛의 세기는 각각의 합이 된다. 마찬가지로, 정면에서 좌측 방향(450)에서 볼 때, 화소(440) 내의 액정은 수직 배향(454)으로 보이고 광학필름(420)에 의한 가상 액정은 수평 배향(452)으로 보이게 되며, 빛의 세기는 각각의 합이 된다. 정면에서 볼 때(430)는 화소(440) 내의 액정분자의 배열 상태와 광학필름(420)의 복굴절된 배열 상태가 각각 동일하게 보이게 된다(432, 434). That is, when viewed from the front to the right direction 410, the liquid crystal in the pixel 440 is shown in the horizontal alignment 414, the virtual liquid crystal by the optical film 420 is shown in the vertical alignment 412, the light intensity is Each sum. Similarly, when viewed from the front in the left direction 450, the liquid crystal in the pixel 440 is shown in the vertical alignment 454 and the virtual liquid crystal by the optical film 420 is shown in the horizontal alignment 452, the light intensity is Each sum. In the front view 430, the arrangement state of the liquid crystal molecules in the pixel 440 and the birefringent arrangement state of the optical film 420 appear to be the same (432 and 434).

이에 따라 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화 현상이 개선되었으나, 여전히 시야각에 따른 휘도 및 색변화는 해결해야 할 문제로 남아있다.As a result, the change in contrast ratio and color change due to the change of viewing angle is improved, but the luminance and color change according to the viewing angle remain a problem to be solved.

도 6은 도 4 및 도 5의 방법을 동시에 적용한 종래 기술에 따른 LCD의 시야각 증가에 따른 발광 스펙트럼 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 6 is a graph showing a result of measuring a change in emission spectrum according to an increase in a viewing angle of an LCD according to the prior art to which the methods of FIGS. 4 and 5 are simultaneously applied.

도 6에서 보이는 바와 같이, 시야각이 증가함에 따라 스펙트럼의 세기가 점 차 감소한다. 각 파장 영역 별로 그 감소 정도를 정확히 살펴보기 위해 각 스펙트럼의 최대값으로 나누어 정규화(normalization)시키면 도 7과 같다. As shown in FIG. 6, the intensity of the spectrum gradually decreases as the viewing angle increases. In order to accurately investigate the degree of reduction for each wavelength region, the normalization is performed by dividing by the maximum value of each spectrum as shown in FIG. 7.

도 7은 도 6의 결과를 정규화하여 나타낸 그래프이다.7 is a graph normalizing the result of FIG. 6.

도 7에서 보이는 바와 같이, 시야각 증가에 따라 다른 파장 영역은 동일하지만 400 내지 500nm의 청색 영역에서 정규화된 스펙트럼의 세기가 감소함을 알 수 있다. 이는 다른 파장 영역에 비해 400 내지 500nm의 청색 영역의 빛이 시야각 증가에 따라 스펙트럼의 세기가 더 많이 감소함을 보여주는 것이다. 따라서 시야각이 증가함에 따라 백색 상태가 청색의 보색인 노란색을 띄게 되며, 이러한 색변화로 인해 화질이 떨어지게 된다. 또한 외광의 반사로 인해 명실 명암비가 작아져 디스플레이의 시인성이 떨어지는 문제가 있다. As shown in FIG. 7, it can be seen that as the viewing angle increases, the intensity of the normalized spectrum decreases in the blue region of 400 to 500 nm while the other wavelength region is the same. This shows that the light in the blue region of 400 to 500 nm decreases in intensity of the spectrum as the viewing angle increases compared to other wavelength regions. Therefore, as the viewing angle increases, the white state becomes yellow, which is a complementary color of blue, and the image quality is degraded due to this color change. In addition, due to the reflection of external light, the contrast ratio is small, there is a problem that the visibility of the display is lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 편광 광학필터에서 시야각 증가에 따른 스펙트럼의 파장 영역별 빛의 세기 감소 정도를 조정하여, 시야각 증가에 따른 색변화를 줄임으로써 디스플레이의 화질을 개선할 수 있는 편광 광학필터 및 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to adjust the degree of light intensity decreases for each wavelength region of the spectrum according to the increase in the viewing angle in the polarizing optical filter, by reducing the color change according to the increase in the viewing angle display It is an object of the present invention to provide a polarizing optical filter and a display device that can improve the image quality of the.

또한, 본 발명은 또한 외광 반사를 줄여 디스플레이의 명실 명암비를 높이고 상하 시야각에 따른 색변화를 줄일 수 있도록 하는데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to reduce the reflection of external light to increase the contrast ratio of the display and to reduce the color change according to the vertical viewing angle.

더 나아가, 본 발명은 상기한 목적을 달성함에 있어서, 구성 층의 절감을 통하여, 원가 절감 및 생산성 향상을 달성함과 아울러 반사율 증가로 인한 시인성 악화를 억제할 수 있도록 하는데 목적이 있다. Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention has an object to achieve cost reduction and productivity improvement while reducing the constituent layer and to suppress deterioration of visibility due to the increase in reflectance.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 편광자층을 구비하여 광을 편광시키는 편광 광학필터로서, 780nm 이하의 두께를 갖는 박막층과, 상기 박막층의 일면에 형성되고 상기 박막층보다 큰 두께를 갖는 제1후막층과, 상기 박막층의 타면에 형성되고 상기 박막층보다 큰 두께를 갖는 제2후막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is a polarizing optical filter comprising a polarizer layer to polarize light, comprising: a thin film layer having a thickness of 780nm or less, and formed on one surface of the thin film layer and having a thickness larger than the thin film layer And a second thick film layer formed on the other surface of the thin film layer and having a thickness greater than that of the thin film layer.

여기서, 상기 제1후막층 및 제2후막층 중 적어도 하나 이상은, 상기 편광자층, 상기 편광자층을 보호하는 편광자보호층, 공기층, 점착제층, 투명기판층, 디스 플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 투명기재 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴이 형성된 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층이다. Here, at least one of the first thick film layer and the second thick film layer may include a polarizer protective layer protecting the polarizer layer, the polarizer layer, an air layer, an adhesive layer, a transparent substrate layer, a substrate layer of a display panel, and a hard coating layer. , An antistatic layer, an external light shielding layer, an antireflection layer, or a diffusion layer in which an external light shielding pattern of a light absorbing material is formed on a transparent substrate.

전형적으로, 상기 편광자층은 PVA를 포함하고, 상기 편광자보호층은 TAC를 포함하여 이루어진다. Typically, the polarizer layer comprises PVA and the polarizer protective layer comprises TAC.

바람직하게는, 상기 색보상 편광 광학필터는, 파장(λ)이 380~500nm인 청색 영역의 빛에 대하여 하기 수학식에 따른 투과율(T)의 평균값이 최대가 되도록 상기 박막층의 두께(ℓ), 상기 박막층의 굴절율(n) 및 상기 박막층의 반사율(R)을 조절한다. T=(1-R)2/(1+R2-2Rcoδ), δ=(2π/λ)2nℓcosθ, (θ는 0°~ 80°) Preferably, the color-compensated polarizing optical filter has a thickness (l) of the thin film layer such that the average value of the transmittance (T) according to the following equation is maximum for light in a blue region having a wavelength λ of 380 to 500 nm, The refractive index n of the thin film layer and the reflectance R of the thin film layer are adjusted. T = (1-R) 2 / (1 + R 2 -2Rcoδ), δ = (2π / λ) 2nℓcosθ, (θ is 0 ° ~ 80 °)

바람직하게는, 상기 색보상 편광 광학필터는 파장이 380~500nm인 청색 영역의 빛에 대한 투과율이 빛의 입사각이 0°에서 80°로 증가함에 따라 증가한다.  Preferably, the color-compensated polarizing optical filter has a transmittance with respect to light in a blue region having a wavelength of 380 to 500 nm and increases as the incident angle of light increases from 0 ° to 80 °.

바람직하게, 상기 박막층은 전후 방향 및 좌우 방향의 제1굴절율과 상하 방향의 제2굴절율을 갖는 복굴절 박막층이다. Preferably, the thin film layer is a birefringent thin film layer having a first refractive index in the front-rear direction and the left-right direction and a second refractive index in the vertical direction.

또한, 본 발명은, 상기 색보상 편광 광학필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다. In addition, the present invention provides a display device comprising the color-compensated polarizing optical filter.

본 발명에 의한 색보상 편광 광학필터는 시야각 증가에 따른 특정 파장 영역의 빛의 세기의 감소를 완화시킴으로써, 모든 가시광선 파장 영역에 대한 빛의 세기의 감소율을 동등 내지 유사하게 하여 색변화를 줄일 수 있으며, 이에 따라 디스플레이의 화질이 개선된다. The color compensation polarizing optical filter according to the present invention can alleviate the decrease in the intensity of light in a specific wavelength region as the viewing angle increases, thereby reducing the color change by making the reduction rate of the light intensity in all visible wavelength ranges equal or similar. As a result, the image quality of the display is improved.

또한, 파장 영역에 따른 투과율을 선택적으로 증가 또는 감소시킬 수 있는 간섭 박막층을 편광 광학필터 내부에 형성해 색보상 효과를 극대화하면서 추가 원가 부담을 줄이고 반사율 증가로 인한 시인성 악화를 억제할 수 있다. In addition, an interference thin film layer capable of selectively increasing or decreasing transmittance according to the wavelength region may be formed inside the polarizing optical filter to maximize color compensation effect, thereby reducing additional cost burden and suppressing visibility deterioration due to increased reflectance.

또한 본 발명에 의한 디스플레이 장치용 색보상 광학필터의 외광차폐층은 외광을 흡수함으로써 외광 반사를 추가적으로 감소시킬 수 있으며, 복굴절 박막층을 사용함으로 인한 색보상 효과의 감소를 보완해준다. In addition, the external light shielding layer of the color compensation optical filter for display device according to the present invention can further reduce the external light reflection by absorbing the external light, and compensates for the reduction of the color compensation effect by using the birefringent thin film layer.

본 발명의 디스플레이 장치는 시야각에 따른 색변화가 감소하여 우수한 화질의 컬러 영상을 표시할 수 있다.The display device of the present invention can reduce the color change according to the viewing angle to display a color image of excellent image quality.

도 8은 본 발명의 색보상 편광 광학필터를 설명하기에 앞서, 본 발명의 기본 원리를 설명하기 위하여, 색보상 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 8 is a view schematically showing a color compensation optical filter in order to explain the basic principle of the present invention before explaining the color compensation polarizing optical filter of the present invention.

도 8은 본 발명의 색보상 편광 광학필터를 설명하기에 앞서, 본 발명과 관련되는 색보상 단순 광학필터를 보여준다. 8 illustrates a color compensated simple optical filter related to the present invention, before explaining the color compensated polarizing optical filter of the present invention.

도 8의 광학필터는 색보상층, 투명기판층(10) 및 반사방지층(20)을 포함한다. The optical filter of FIG. 8 includes a color compensation layer, a transparent substrate layer 10, and an antireflection layer 20.

투명기판층(10)의 일면에 반사방지층(20)이 형성되고, 상기 투명기판층(10)의 타면에 색보상층이 형성된다. An anti-reflection layer 20 is formed on one surface of the transparent substrate layer 10, and a color compensation layer is formed on the other surface of the transparent substrate layer 10.

상기 색보상층은 제1후막층(3), 박막층(1) 및 제2후막층(5)을 포함한다. 박막층(1)의 일면에는 제1후막층(3)이 형성되고, 박막층의 타면에 제2후막층(5)이 형성된다. 박막층(1)의 두께는 가시광선의 파장 영역보다 작거나 같다. 따라서, 박막 층(1)의 두께는 780nm이하이다. 박막층(1)의 두께가 780nm보다 크면 가시광 영역에서 보강 및 상쇄 간섭이 일어나지 않기 때문이다.The color compensating layer includes a first thick film layer 3, a thin film layer 1, and a second thick film layer 5. The first thick film layer 3 is formed on one surface of the thin film layer 1, and the second thick film layer 5 is formed on the other surface of the thin film layer. The thickness of the thin film layer 1 is smaller than or equal to the wavelength range of visible light. Therefore, the thickness of the thin film layer 1 is 780 nm or less. This is because when the thickness of the thin film layer 1 is larger than 780 nm, constructive and destructive interference does not occur in the visible light region.

한편, 제1후막층(3) 및 제2후막층(5)은 박막층(1)보다 두께가 크다. 후막층(3, 5)의 두께는 780nm보다 크고 수 mm에 이를 수 있다. On the other hand, the first thick film layer 3 and the second thick film layer 5 are larger than the thin film layer 1. The thick film layers 3 and 5 may be larger than 780 nm and reach several mm.

박막층(1)의 굴절율은 제1후막층(3)의 굴절율 및 제2후막층(5)의 굴절률보다 낮을 수도 있고 높을 수도 있다. The refractive index of the thin film layer 1 may be lower or higher than the refractive index of the first thick film layer 3 and the second thick film layer 5.

도 9는 도 8의 색보상층에서의 빛의 반사 및 투과를 보여주는 개념도이다. 9 is a conceptual diagram illustrating reflection and transmission of light in the color compensation layer of FIG. 8.

색보상층의 가운데에는 박막층(1)이 있고, 상기 박막층(1)의 양 면에는 제1후막층 및 제2후막층이 형성되어 있으며, 박막층(1)의 굴절률을 n, 제1후막층 및 제2후막층의 굴절률을 nt라 한다. In the middle of the color compensation layer, a thin film layer 1 is formed, and first and second thick film layers are formed on both surfaces of the thin film layer 1, and the refractive index of the thin film layer 1 is n, the first thick film layer and The refractive index of the second thick film layer is referred to as n t .

여기서, 제1후막층은 디스플레이 패널 방향이고 제2후막층은 시청자 방향이다. Here, the first thick film layer is in the display panel direction and the second thick film layer is in the viewer direction.

패널로부터 박막층(1)으로 입사한 박막층 입사광(880)은 제1후막층(860)과 박막층(1)의 계면에서 굴절률 차에 의해 일부는 굴절하면서 투과하고 일부는 반사하게 된다. 상기 계면에 대한 법선과 상기 입사광(880)이 이루는 각도를 θt라 하고, 굴절되어 박막층 내부로 투과하는 박막층 내부로의 투과광(881)이 상기 법선과 이루는 각도를 θ라 한다. The thin film layer incident light 880 incident on the thin film layer 1 from the panel is partially refracted and partially reflected by the difference in refractive index at the interface between the first thick film layer 860 and the thin film layer 1. An angle formed by the normal to the interface and the incident light 880 is θ t , and an angle formed by the transmitted light 881 inside the thin film layer that is refracted and transmitted into the thin film layer is θ.

상기 박막층 내부로의 투과광(881)은 다시 박막층(1)과 제2후막층의 계면에서 일부는 굴절되면서 제2후막층을 투과하는 박막층 투과광(882)이 되고 일부는 반 사되어 박막층 내에서 박막층의 내부 반사광(883)이 된다. 이때, 상기 박막층 투과광(882)이 박막층(1)과 제2후막층(5)의 계면에 대한 법선과 이루는 각도는 박막층과 제2후막층의 굴절률 차이에 의해 결정된다. 박막층 투과광(882)이 박막층과 제2후막층의 계면에 대한 법선과 이루는 각도는 θt이다. 상기 각도 θt는 스넬(snell)의 법칙에 의하여 하기 수학식 1과 같이 패널에서 나온 패널 입사광(889)이 색보상층으로 입사하는 각도(θ0)와 후막층의 굴절율 nt, 공기의 굴절율 nO(=1)로 표현된다. 패널에서 나온 패널 입사광(889)이 상기 색보상층을 투과하여 방출된 빛의 투과각은 스넬의 법칙에 의해서 입사각 θ0와 동일하며, 결국 각 θ0가 시청자가 보는 시야각에 해당된다. The transmitted light 881 into the thin film layer is a thin film layer transmitted light 882 that partially penetrates the second thick film layer while being partially refracted at the interface between the thin film layer 1 and the second thick film layer. Becomes the internal reflected light 883. In this case, the angle between the thin film layer transmitted light 882 and the normal to the interface between the thin film layer 1 and the second thick film layer 5 is determined by the difference in refractive index between the thin film layer and the second thick film layer. An angle between the thin film layer transmitted light 882 and the normal to the interface between the thin film layer and the second thick film layer is θ t . The angle θ t is to, by Snell's law (snell) Equation (1) the angle of the panel incident light (889) from the panel, is incident to the color compensation layer, such as (θ 0) and the refractive index of the thick film layer n t, the refractive index of air n 0 (= 1). The panel incident light (889) from the panel, each transmission of the emitted light passes through the color compensation layer are the same as the incident angle θ 0 by the Snell's law, the end of each θ 0 corresponds to a field of view the viewer sees.

nt sinθt = nOsinθ0 n t sinθ t = n O sinθ 0

각 계면에서의 반사율은 하기 수학식 2 및 수학식 3과 같다. 여기에서, Rp 는 p 편광된 빛이 반사한 경우, Rs는 s 편광된 빛이 반사된 경우의 반사율이다. The reflectance at each interface is as shown in Equations 2 and 3 below. Here, R p is a reflectance when p-polarized light is reflected and R s is a s polarized light is reflected.

Rp = [(ntcosθ - ncosθt)/(ntcosθ + ncosθt)]2 R p = [(n t cosθ-ncosθ t ) / (n t cosθ + ncosθ t )] 2

Rs = [(ncosθ - ntcosθt)/(ncosθ + ntcosθt)]2 R s = [(ncosθ-n t cosθ t ) / (ncosθ + n t cosθ t )] 2

상기 반사율 Rp와 Rs는 각각 박막층과 후막층의 굴절률(n, nt) 및 입사각(θt)과 굴절각(θ)에 의해 변화함을 알 수 있다. It can be seen that the reflectances R p and R s are changed by the refractive indices (n, n t ), the incident angle (θ t ) and the refractive angle (θ) of the thin film layer and the thick film layer, respectively.

하기 수학식 4에서 반사율 R은 수학식 2의 Rp와 수학식 3의 Rs의 평균이다.In Equation 4 below, the reflectance R is an average of R p of Equation 2 and R s of Equation 3 below.

상기 박막층의 내부 반사광(883)은 다시 계면에서 일부는 굴절되면서 투과되어 박막층 반사광(887)이 되고 일부는 반사되어 다시 박막층의 내부 반사광(884)이 되며, 이러한 과정이 반복된다. The internal reflected light 883 of the thin film layer is transmitted while being partially refracted at the interface to become the thin film layer reflected light 887, and part of the reflected light becomes the internal reflected light 884 of the thin film layer, and this process is repeated.

T=(1-R)2/(1+R2-2Rcosδ)T = (1-R) 2 / (1 + R 2 -2Rcosδ)

δ = (2π/λ)2nℓcosθ (0°≤ θ ≤ 80°)δ = (2π / λ) 2nℓcosθ (0 ° ≤ θ ≤ 80 °)

상기 수학식 4에서의 투과율 T는 박막층 투과광(882)에 의한 투과율 T1과 박막층 투과광(885)에 의한 투과율 T2의 합이 된다. 도 9에서는 굴절광이 두 개만 도시되어 있으나, 계면에서 반사 및 굴절은 반복적으로 계속 일어나게 되며, 이러한 굴절광들에 의한 투과율의 총합이 전체 투과율 T이다. The transmittance T of Equation 4 is the sum of a transmittance T 2 by a transmitted light transmissivity T 1 and the thin film layer 885 by a thin film layer transmitting light (882). Although only two refractive lights are shown in FIG. 9, reflection and refraction continue to occur repeatedly at the interface, and the total transmittance by these refractive lights is the total transmittance T. FIG.

계면에서의 반사율인 R도 박막층 반사광(887)에 의한 반사율 R1과 박막층 반사광(888)에 의한 반사율R2의 합이 된다. 마찬가지로, 도 9에서는 반사광이 두 개만 도시되어 있으나, 계면에서 반사되어 나오는 모든 반사광들에 의한 반사율의 총 합이 전체 반사율 R이다. The reflectivity R at an interface is also the sum of the reflectivity R 2 by a reflected light reflectivity R 1 and the thin film layer (888) reflected by thin film layer (887). Similarly, although only two reflected lights are shown in FIG. 9, the total reflectance R by all the reflected lights reflected from the interface is the total reflectance R.

제1후막층(3), 박막층(1) 및 제2후막층(5)에 의한 두 개의 계면에 의해 빛이 다중 반사되는 과정에서 간섭(interference)에 의해 파장에 따라 투과율에 변화를 줄 수 있다. 박막층 투과광들(882, 885)의 위상차를 δ라 하면, δ는 상기 수학식 5와 같이 표현된다. δ는 박막층의 굴절률(n)과 두께(ℓ), 굴절각(θ), 파장(λ)에 의해 결정된다. 최대 투과율은 각각의 박막층 투과광(882, 885) 사이의 광로 길이 차이(optical path length difference)가 파장의 정수배일 때 도달된다.In the process of multi-reflecting light by two interfaces by the first thick film layer 3, the thin film layer 1, and the second thick film layer 5, the transmittance may be changed depending on the wavelength due to interference. . When the phase difference between the thin film layer transmitted lights 882 and 885 is δ, δ is expressed as shown in Equation 5 above. δ is determined by the refractive index n, the thickness l, the refractive angle θ, and the wavelength λ of the thin film layer. The maximum transmittance is reached when the optical path length difference between each of the thin film layer transmitted lights 882 and 885 is an integer multiple of the wavelength.

도 10은 도 8의 광학필터에서 빛의 파장 및 예리도(finesse)에 따른 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 10 is a graph illustrating changes in transmittance according to wavelength and sharpness of light in the optical filter of FIG. 8.

위상차에 따라 보강 간섭이 일어날 수도 있으며, 상쇄 간섭이 일어날 수도 있다. 박막층의 굴절률(n)과 두께(ℓ)가 정해지면, 파장에 따라 투과율이 도 9에 도시된 바와 같이 다르게 나타난다. Depending on the phase difference, constructive interference may occur, and destructive interference may occur. When the refractive index (n) and the thickness (l) of the thin film layer are determined, the transmittance appears differently according to the wavelength as shown in FIG. 9.

예리도(finesse, F)는 하기 수학식 6와 같이 정의된다.The sharpness (finesse, F ) is defined as in Equation 6 below.

F = π/(2arcsin(1/f1 /2)) F = π / (2arcsin (1 / f 1/2))

상기 수학식 6에서 f는 예리도(finesse) 계수라 하며, 아래와 같이 정의된다. 여기에서 R은 반사율이다.In Equation 6, f is called a sharpness coefficient, and is defined as follows. Where R is the reflectance.

f = 4R/(1-R)2 f = 4R / (1-R) 2

도 10에서와 같이, 예리도가 높으면(F=10) 투과 피크는 좁고 날카로우며 최소 투과율이 더 작은 값을 갖는다. 예리도와 반사율의 관계는 도 11의 그래프와 같다. 따라서 반사율(R)을 조절함으로써 투과 피크의 폭(Δλ)과 최소 투과율을 조절할 수 있다. As in FIG. 10, when the sharpness is high ( F = 10), the transmission peak is narrow and sharp and has a minimum minimum transmittance. The relationship between sharpness and reflectance is shown in the graph of FIG. Therefore, by adjusting the reflectance R, the width Δλ and the minimum transmittance of the transmission peak can be adjusted.

도 10에 의하면, 가시광선 파장 영역 전체에서 최대 투과율에 대한 최소 투과율의 비가 0.7 내지 0.9의 범위 내이기 위해서는 예리도가 작아야 하고, 이는 반사율이 높지 않아야 함을 의미한다. According to FIG. 10, the sharpness must be small so that the ratio of the minimum transmittance to the maximum transmittance in the entire visible wavelength range is in the range of 0.7 to 0.9, which means that the reflectance must not be high.

상기 반사율은 상기 수학식 1 내지 수학식 3으로부터 박막층과 후막층의 굴절률(n, nt)과 시야각(θ0)에 따라 변한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 특정 시야각(θ0)에 대해, 박막층과 후막층의 굴절률(n, nt)을 조절하면 반사율을 결정할 수 있다. It can be seen from the equations (1) to (3) that the reflectivity varies according to the refractive indices (n, n t ) and the viewing angle (θ 0 ) of the thin film layer and the thick film layer. Therefore, the reflectance can be determined by adjusting the refractive indices n and n t of the thin film layer and the thick film layer for the specific viewing angle θ 0 .

또한, 특정 파장 범위에 대해 박막층(1)의 굴절률(n)과 두께(ℓ)가 정해지면 위상차(δ)가 결정된다. 이 경우 굴절각(θ)은 박막층(1)과 후막층의 굴절률(n, nt)과 시야각(θ0)이 정해지면 자동적으로 정해지는 값이다. Further, when the refractive index n and the thickness l of the thin film layer 1 are determined for a specific wavelength range, the phase difference δ is determined. In this case, the refractive angle θ is a value that is automatically determined when the refractive indices n and n t and the viewing angle θ 0 of the thin film layer 1 and the thick film layer are determined.

상기 수학식 4에서 볼 수 있듯이, 반사율(R)과 위상차(δ)가 결정되면 투과율(T)이 정해지게 된다. 즉, 박막층(1)과 후막층의 굴절률(n, nt) 및 박막층(1)의 두께(ℓ)를 선택함으로써 특정 시야각 및 특정 파장의 빛에 대한 투과율을 조절할 수 있게 된다. As shown in Equation 4, when the reflectance R and the phase difference δ are determined, the transmittance T is determined. That is, by selecting the refractive indices (n, n t ) of the thin film layer 1 and the thick film layer and the thickness (l) of the thin film layer 1, it is possible to control the transmittance for light of a specific viewing angle and a specific wavelength.

이와 같이 다중 빔 간섭을 이용하여 시야각이 커짐에 따라 청색 파장 영 역(380 내지 500nm)에서 빛의 세기가 상대적으로 많이 감소하는 특성을 보상할 수 있다. 즉, 시야각이 대략 60도 정도로 큰 범위일 때 청색 파장 영역에서 보강 간섭이 일어나 투과율이 증가하도록 하고 녹색 및 적색 파장 영역에서는 상쇄 간섭이 일어나 투과율이 감소하게 함으로써, 시야각이 클 때에도 모든 파장 영역에서 빛의 세기 감소율이 동일 내지 유사하게 하여 청색 영역에서의 불균형을 보상한다. 이와 같이 본 발명에 의한 디스플레이 장치용 색보상층을 이용하면 시야각 변화에 따른 색변화를 최소화할 수 있다.As described above, as the viewing angle is increased by using the multi-beam interference, a characteristic in which the intensity of light decreases relatively in the blue wavelength region (380 to 500 nm) may be compensated. That is, when the viewing angle is in the range of approximately 60 degrees, constructive interference occurs in the blue wavelength region to increase the transmittance, and offset interference occurs in the green and red wavelength regions to decrease the transmittance, thereby allowing light in all wavelength regions even when the viewing angle is large. The intensity reduction rate of is equal to or similar to compensate for the imbalance in the blue region. As such, when the color compensation layer for the display device according to the present invention is used, color change due to a change in viewing angle may be minimized.

도 12는 도 8의 색보상층에서 시야각 변화에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.FIG. 12 is a graph illustrating transmittance according to a change in viewing angle in the color compensation layer of FIG. 8.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1후막층(3) 및 제2후막층(5) 사이에 박막층(1)을 형성하여 색보상층을 설계하였다. 제1후막층(3) 및 제2후막층(5)의 굴절률은 2.5, 두께는 1mm이고 박막층(1)의 굴절률은 1.5, 두께는 190nm이다. As shown in FIG. 8, a color compensation layer was designed by forming a thin film layer 1 between the first thick film layer 3 and the second thick film layer 5. The refractive index of the first thick film layer 3 and the second thick film layer 5 is 2.5, the thickness is 1 mm, the refractive index of the thin film layer 1 is 1.5, and the thickness is 190 nm.

시야각이 증가함에 따라 청색 파장의 일부 영역(380nm~460nm)에서는 투과율이 증가하며, 녹색 및 적색 파장의 일부 영역(540nm~780nm)에서는 투과율이 감소함을 알 수 있다. 따라서, 상기 기술한 바와 같이 시야각 증가에 따라 청색 파장 영역에서 일어나는 급격한 스펙트럼 감소율을 완화시키고, 녹색 및 적색 파장 영역에서는 스펙트럼 감소율을 증가시킴으로써 전체 가시광선 파장 영역에서 시야각 증가에 의한 스펙트럼의 감소율이 동일 내지 유사해질 수 있도록 조절할 수 있다.  As the viewing angle increases, the transmittance increases in some areas of the blue wavelength (380 nm to 460 nm), and the transmittance decreases in some areas of the green and red wavelengths (540 nm to 780 nm). Therefore, as described above, by reducing the sudden spectral reduction rate occurring in the blue wavelength region with increasing viewing angle, and increasing the spectral reduction rate in the green and red wavelength regions, the reduction ratio of the spectrum due to the viewing angle increase in the entire visible wavelength region is the same to It can be adjusted to be similar.

또한, 상기 색보상층은 380 내지 780nm의 전체 가시광선 영역의 파장 범위 내에서 최대 투과율에 대한 최소 투과율의 비가 0.7 내지 0.9이다. 즉, 도 12에서 보는 바와 같이, 전체 파장 영역에서 최대 투과율이 1일 때, 최소 투과율은 대략 0.8을 나타낸다.In addition, the color compensation layer has a ratio of the minimum transmittance to the maximum transmittance within a wavelength range of the entire visible light region of 380 to 780 nm is 0.7 to 0.9. That is, as shown in FIG. 12, when the maximum transmittance is 1 in the entire wavelength region, the minimum transmittance is approximately 0.8.

도 13은 도 12의 결과를 정규화하여 나타낸 그래프이다. FIG. 13 is a graph normalizing the result of FIG. 12.

청색 영역뿐만 아니라 전체 파장 영역에서 시야각 증가에 따른 스펙트럼의 감소율이 거의 동일함을 알 수 있다. 이는 시야각 증가에 따른 색변화가 거의 사라졌음을 보여준다. It can be seen that the rate of decrease of the spectrum as the viewing angle increases in the entire wavelength region as well as the blue region is almost the same. This shows that the color change almost disappeared with increasing viewing angle.

도 14는 도 8의 색보상 광학필터에서 시야각 증가에 따른 색좌표(Lu'v') 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 14 is a graph illustrating a change in color coordinates Lu'v 'with increasing viewing angle in the color compensation optical filter of FIG. 8.

상기 그래프에서 가로축은 수평 각도, 즉 시야각을 나타낸다. 상기 색보상층이 있는 경우의 색변화량이 색보상층이 없는 경우에 비해 크게 감소함을 알 수 있다. In the graph, the horizontal axis represents a horizontal angle, that is, a viewing angle. It can be seen that the amount of color change when the color compensation layer is present is significantly reduced compared to the case where the color compensation layer is not present.

상기의 측정 결과는 시야각 증가에 따른 빛의 세기 감소량의 정도가 청색 파장 영역에서 상대적으로 큰 경우, 이를 개선할 수 있는 색보상 편광 광학필터에 대한 결과를 보여주는 것이다. 그러나, 이와 반대로 시야각 증가에 따라 적색 파장 영역에서 빛의 세기의 감소량의 정도가 상대적으로 크게 나타나는 LCD도 존재할 수 있다. 이러한 경우에도 본 발명에 의해 적합한 색보상층의 제조가 가능하다. The above measurement results show the result of the color compensated polarizing optical filter which can improve the case where the amount of light intensity decrease with increasing viewing angle is relatively large in the blue wavelength region. However, on the contrary, there may be LCDs in which the amount of decrease in intensity of light in the red wavelength region is relatively large as the viewing angle increases. Even in this case, it is possible to produce a suitable color compensation layer by the present invention.

도 8에 도시된 광학필터에서, 제1후막층 및 제2후막층의 굴절률을 1.5, 두께를 2mm로 하고, 박막층(1)의 굴절률을 2.5, 두께를 170nm로 하였다. In the optical filter shown in FIG. 8, the refractive index of the first thick film layer and the second thick film layer was 1.5, the thickness was 2 mm, the refractive index of the thin film layer 1 was 2.5, and the thickness was 170 nm.

이 광학필터의 시험 결과, 시야각이 증가함에 따라 적색 파장의 일부 영역(600nm~700nm)에서는 투과율이 증가하며, 청색 파장의 일부 영역(420nm~480nm)에 서는 투과율이 감소하였다. 따라서, 시야각 증가에 따라 적색 파장 영역에서 일어나는 빛의 세기의 감소율을 완화시키고, 청색 및 녹색 파장 영역에서는 빛의 세기의 감소율을 증가시킴으로써 전체 가시광선 파장 영역에서 시야각 증가에 의한 빛의 세기의 감소율이 동일 내지 유사해질 수 있도록 조절할 수 있다. As a result of the test of the optical filter, the transmittance increased in some regions of the red wavelength (600 nm to 700 nm) and decreased in some regions of the blue wavelength (420 nm to 480 nm) as the viewing angle increased. Therefore, by decreasing the decrease rate of light intensity occurring in the red wavelength region with increasing viewing angle, and increasing the decrease rate of light intensity in the blue and green wavelength region, the decrease rate of light intensity due to the viewing angle increase in the entire visible wavelength range is increased. It can be adjusted to be the same or similar.

또한, 후막층의 굴절률이 박막층(1)의 굴절률보다 큰 경우에도 각각의 굴절률과 박막층(1)의 두께 등을 조절하여 같은 효과를 얻을 수 있다. In addition, even when the refractive index of the thick film layer is larger than the refractive index of the thin film layer 1, the same effect can be obtained by adjusting each refractive index, the thickness of the thin film layer 1, and the like.

이하에서는 상기 색보상층이 적용된 본 발명의 색보상 편광 광학필터의 실시예들을 살펴본다. Hereinafter, the embodiments of the color compensation polarizing optical filter of the present invention to which the color compensation layer is applied will be described.

도 15는 본 발명의 제1실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 15 is a diagram schematically illustrating a color compensated polarizing optical filter according to a first embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 15의 색보상 편광 광학필터는 도 2의 편광 광학필터에 박막층(1)이 형성된 구조를 갖는다. As shown, the color compensation polarizing optical filter of FIG. 15 has a structure in which the thin film layer 1 is formed on the polarizing optical filter of FIG.

도 15에서 박막층(1)을 제외한 층 구조는 편의상 도 2의 편광 광학필터를 이용하여 설명하나, 이는 어디까지나 예시를 위한 것일 뿐 기타 다양한 구조를 가질 수 있음은 물론이다. (이하에서 설명하는 다른 실시예에서도 마찬가지이다)The layer structure except for the thin film layer 1 in FIG. 15 will be described using the polarization optical filter of FIG. 2 for convenience, but this is only for illustrative purposes and may have various other structures. (The same applies to other embodiments described below.)

또한, 도 15의 색보상 편광 광학필터는 디스플레이 장치의 광학필터의 전체 구성을 이룰 수도 있으나, 다른 구성층이 존재할 수도 있음은 물론이다. 도 16 내지 도 25는 이러한 예들을 보여준다. 더 나아가, 도면에서 예시하고 있지 않은 전자파차폐층, 네온광차폐층, 등 다양한 기능성 층들을 포함할 수 있다. (이하에서 설명하는 다른 실시예에서도 마찬가지이다)In addition, although the color compensation polarizing optical filter of FIG. 15 may form the entire configuration of the optical filter of the display device, other components may be present. 16-25 illustrate these examples. Furthermore, various functional layers, such as an electromagnetic shielding layer, a neon light shielding layer, and the like, which are not illustrated in the drawings may be included. (The same applies to other embodiments described below.)

또한, 도 15의 색보상 편광 광학필터가 디스플레이 장치에 위치되는 방향도 어느 한 방향에 국한되지 않는다. 예컨대 도 15에서 도면의 좌측이 시청자 방향이고 도면의 우측이 디스플레이 패널 방향일 수도 있고, 그 반대일 수도 있다. (도 23, 등에서와 같이 구조적으로 배제하지 않는 한, 이하에서 설명하는 다른 실시예에서도 마찬가지이다) In addition, the direction in which the color compensation polarizing optical filter of FIG. 15 is positioned in the display device is not limited to either direction. For example, in FIG. 15, the left side of the figure may be toward the viewer, and the right side of the figure may be toward the display panel or vice versa. (The same is true in other embodiments described below, unless structurally excluded as in FIG. 23, etc.)

본 발명의 색보상 편광 광학필터는 편광자층(30)을 구비하여 광을 편광시킨다. The color compensation polarizing optical filter of the present invention includes a polarizer layer 30 to polarize light.

색보상 편광 광학필터는 박막층(1)과 제1후막층(3)과 제2후막층(5)을 포함한다. The color compensated polarizing optical filter includes a thin film layer 1, a first thick film layer 3, and a second thick film layer 5.

박막층(1)은 780nm 이하의 두께를 갖는다. 박막층(1)의 두께는 780nm이하이다. 박막층(1)의 두께가 780nm보다 크면 가시광 영역에서 보강 및 상쇄 간섭이 일어나지 않기 때문이다. 바람직하게 박막층(1)의 두께는 5~780nm이고, 더욱 바람직하게는 50nm~500nm이다. The thin film layer 1 has a thickness of 780 nm or less. The thickness of the thin film layer 1 is 780 nm or less. This is because when the thickness of the thin film layer 1 is larger than 780 nm, constructive and destructive interference does not occur in the visible light region. Preferably the thickness of the thin film layer 1 is 5-780 nm, More preferably, it is 50 nm-500 nm.

제1후막층(3)은 박막층(1)의 일면에 형성되고, 박막층의 두께보다 큰 두께를 갖는다. 제2후막층(5)은 박막층(1)의 타면에 형성되고, 박막층의 두께보다 큰 두께를 갖는다. 제1후막층 및 제2후막층은 박막층보다 큰 두께를 갖는다. 바람직하게는 제1후막층 및 제2후막층의 두께는 780nm~5mm이다. The first thick film layer 3 is formed on one surface of the thin film layer 1 and has a thickness larger than the thickness of the thin film layer. The second thick film layer 5 is formed on the other surface of the thin film layer 1 and has a thickness larger than the thickness of the thin film layer. The first thick film layer and the second thick film layer have a larger thickness than the thin film layer. Preferably, the thickness of the first thick film layer and the second thick film layer is 780 nm to 5 mm.

제1후막층의 굴절율과 제2후막층의 굴절율의 차이는 1 이하이거나 크기가 동일한 것이 바람직하다. The difference between the refractive index of the first thick film layer and the refractive index of the second thick film layer is preferably 1 or less or the same size.

색보상 편광 광학필터에서는, 파장(λ)이 380~500nm인 청색 영역의 빛에 대하여 전술한 수학식 4 및 수학식 5에 따른 투과율(T)의 평균값이 최대가 되도록 상기 박막층의 두께(ℓ), 상기 박막층의 굴절율(n) 및 상기 박막층의 반사율(R)을 조절한다. In the color-compensated polarizing optical filter, the thickness (l) of the thin film layer is such that the average value of the transmittances (T) according to Equations 4 and 5 described above is maximum for light in the blue region having a wavelength λ of 380 to 500 nm. The refractive index n of the thin film layer and the reflectance R of the thin film layer are adjusted.

이에 따라, 파장이 380~500nm인 청색 영역의 빛에 대한 투과율이 빛의 입사각이 0°에서 80°로 증가함에 따라 증가한다. Accordingly, the transmittance of light in the blue region having a wavelength of 380 to 500 nm increases as the incident angle of light increases from 0 ° to 80 °.

또한, 바람직하게 상기 색보상 편광 광학필터에서는, 파장이 500~780nm인 녹색 및 적색 영역의 빛에 대한 투과율이 빛의 입사각이 0°에서 80°로 증가함에 따라 감소한다. Further, in the color compensated polarizing optical filter, the transmittance of light in the green and red regions having a wavelength of 500 to 780 nm decreases as the incident angle of light increases from 0 ° to 80 °.

색보상 편광 광학필터는 380nm~780nm의 파장 범위 내에서 최대 투과율에 대한 최소 투과율의 비가 0.5~0.9인 것이 바람직하다. The color compensation polarizing optical filter preferably has a ratio of the minimum transmittance to the maximum transmittance within a wavelength range of 380 nm to 780 nm of 0.5 to 0.9.

제1후막층 및 제2후막층 중 적어도 하나 이상은, 편광자층, 편광자보호층, 공기층, 점착제층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층일 수 있으나, 도 15의 실시예에서는 제2후막층(5)으로 공기층이 사용된 실시예를 보여주고 있다. At least one of the first thick layer and the second thick layer may be a polarizer layer, a polarizer protective layer, an air layer, an adhesive layer, a transparent substrate layer, a substrate layer of a display panel, a hard coating layer, an external light shielding layer, an antireflection layer, or a diffusion layer. However, the embodiment of FIG. 15 shows an embodiment in which an air layer is used as the second thick film layer 5.

도 15의 광학필터를 구체적으로 살펴본다. The optical filter of FIG. 15 will be described in detail.

박막층(1)은 편광자층(30)과 반대쪽의 편광자보호층(40)의 면에 형성된다. 제1후막층(3)은 박막층의 일면에 형성된 편광자보호층(40)이고, 제2후막층(5)은 박막층(1)의 타면에 형성된 공기층이 된다. The thin film layer 1 is formed on the surface of the polarizer protective layer 40 opposite to the polarizer layer 30. The first thick film layer 3 is a polarizer protective layer 40 formed on one surface of the thin film layer, and the second thick film layer 5 is an air layer formed on the other surface of the thin film layer 1.

박막층과 디스플레이 패널을 이격시켜, 박막층(1)의 타면과 디스플레이 패널 사이에 공기층을 형성함으로써, 이 공기층이 제2후막층(5)의 기능을 수행하도록 한다. The thin film layer is spaced apart from the display panel to form an air layer between the other surface of the thin film layer 1 and the display panel so that the air layer functions as the second thick film layer 5.

별도의 제2후막층(5)을 형성하지 않고 공기층을 제2후막층(5)으로 이용함으로써, 원가 절감 및 생산성 향상에 이바지할 수 있는 이점을 가져다준다. By using the air layer as the second thick film layer 5 without forming a separate second thick film layer 5, it is possible to contribute to cost reduction and productivity improvement.

편광자층(30)은 광을 편광시켜 액정의 배향 변화를 가시화시키는 역할을 하며, 전형적으로 폴리비닐알코올(Poly-Vinyl-Alchol, PVA)로 이루어진다. The polarizer layer 30 serves to visualize the change in orientation of the liquid crystal by polarizing light, and is typically made of polyvinyl alcohol (Poly-Vinyl-Alchol, PVA).

편광자보호층(40)은 편광자층를 지지하고 보호하기 위하여 편광자층의 양측에 각각 형성되며, 전형적으로 트리아세틸셀룰로오스(Tri-Acetyl-Cellulose, TAC)로 이루어진다. 도 15의 광학필터에서는 도 2와 마찬가지로 편광자보호층(40)이 점착제층(50)을 매개로 편광자층(30)에 점착되는 실시예를 도시하고 있다. The polarizer protective layer 40 is formed on both sides of the polarizer layer in order to support and protect the polarizer layer, and is typically made of tri-acetyl-cellulose (TAC). In the optical filter of FIG. 15, the polarizer protective layer 40 is attached to the polarizer layer 30 via the pressure-sensitive adhesive layer 50 as in FIG. 2.

전술한 바와 같이, 박막층의 굴절율은 제1후막층의 굴절율 및 제2후막층(5)의 굴절율보다 클 수도 있고 작을 수도 있으나, 본 실시예에서는 박막층(1)의 굴절율이 제1후막층(3)인 편광자보호층(40)의 굴절율 및 제2후막층(5)인 공기층의 굴절율보다 큰 굴절율을 가진다. 박막층의 굴절율은 바람직하게는, 1.6~4이다. 박막층은 Nb2O5, TiO2, 등의 금속산화물, 고분자 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 제2후막층(5)인 공기층의 굴절율은 대략 1로 볼 수 있다. As described above, the refractive index of the thin film layer may be larger or smaller than the refractive index of the first thick film layer and the second thick film layer 5, but in this embodiment, the refractive index of the thin film layer 1 is the first thick film layer 3. ) And a refractive index larger than that of the air layer serving as the second thick film layer 5. The refractive index of the thin film layer is preferably 1.6 to 4. As the thin film layer, a metal oxide such as Nb 2 O 5 , TiO 2 , a polymer resin, or a mixture thereof may be used. The refractive index of the air layer, which is the second thick film layer 5, can be viewed as approximately 1.

좌측 60°Left 60 ° 일반 편광 광학필터 채용
Δu'v'General polarization optical filter
Δu'v ' 도 15의 편광 광학필터 채용
Δu'v'15 polarization optical filter
Δu'v ' whitewhite 0.02340.0234 0.01160.0116 redred 0.00380.0038 0.00310.0031 greengreen 0.00270.0027 0.00110.0011 blueblue 0.01010.0101 0.00960.0096 purplish bluepurplish blue 0.06540.0654 0.01610.0161

상기 표 1은 일반 편광 광학필터를 채용하였을 때와 도 15의 색보상 편광 광학필터를 채용하였을 때 정면 대비 좌우 시야각 60°에서 색좌표(CIE 1976 Lu'v')의 변화(Δu'v') 값이다. Table 1 shows the change (Δu'v ') value of the color coordinates (CIE 1976 Lu'v') at 60 ° of the left and right viewing angle with respect to the front side when the general polarization optical filter and the color compensation polarization optical filter of FIG. 15 are used. to be.

박막층의 굴절율은 2.5, 두께는 210nm로 하였다. The refractive index of the thin film layer was 2.5 and the thickness was 210 nm.

시험 결과, 일반 편광 광학필터를 사용하였을 때보다, 색보상 편광 광학필터를 사용하였을 때, 색변화량이 크게 감소함을 알 수 있다. As a result of the test, it can be seen that the amount of color change is greatly reduced when using the color-compensated polarizing optical filter than when using the general polarizing optical filter.

박막층으로는 복굴절 박막층이 사용될 수 있다. A birefringent thin film layer may be used as the thin film layer.

복굴절 박막층은 전후 방향(x 방향) 및 좌우 방향(z 방향)의 제1굴절율과 상하 방향(y 방향)의 제2굴절율을 갖는다. The birefringent thin film layer has a first refractive index in the front-rear direction (x direction), a left-right direction (z direction), and a second refractive index in the vertical direction (y direction).

제1굴절율은 제1후막층의 굴절율 및 제2후막층(5)의 굴절율보다 높거나 낮을 수 있는데, 도 15에서, 복굴절 박막층을 사용할 경우, 제1굴절율은 제1후막층의 굴절율 및 제2후막층(5)의 굴절율보다 큰 값을 갖는다. 복굴절 박막층의 제1굴절율은 바람직하게는 1.6~4.0이다. The first refractive index may be higher or lower than the refractive index of the first thick film layer and the refractive index of the second thick film layer 5. It has a value larger than the refractive index of the thick film layer 5. The first refractive index of the birefringent thin film layer is preferably 1.6 to 4.0.

한편, 복굴절 박막층(1)의 제2굴절율 역시 제1후막층의 굴절율과 제2후막층(5)의 굴절율보다 크거나 작을 수 있는데, 그 차이는 1 이하인 것이 바람직하다.On the other hand, the second refractive index of the birefringent thin film layer 1 may also be larger or smaller than the refractive index of the first thick film layer and the second thick film layer 5, the difference is preferably 1 or less.

이 경우, 상기 수학식 5의 n은 전후 방향의 x축과 상하 방향의 y축에 의하여 결정되는 xy 평면상으로 입사되는 외부 환경광의 입사 방향으로의 굴절율을 의미하며, 이는 입사 각도에 따라 전후 방향인 x축 방향으로의 굴절율과 상하 방향인 y축 방향으로의 굴절율의 조합으로 결정된다. 예컨대 외부 환경광이 복굴절 박막층과 수직으로 입사하는 경우 수학식 5의 n은 전후 방향인 x축 방향으로의 굴절율이 된다. In this case, n in Equation 5 denotes a refractive index in the direction of incidence of external environmental light incident on the xy plane determined by the x-axis in the front-rear direction and the y-axis in the up-down direction, which is the front-rear direction according to the incident angle. It is determined by the combination of the refractive index in the x-axis direction and the refractive index in the y-axis direction in the vertical direction. For example, when external ambient light is incident perpendicularly to the birefringent thin film layer, n in Equation 5 becomes a refractive index in the x-axis direction in the front-rear direction.

도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 16 schematically illustrates a color compensated polarizing optical filter according to a second embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 16의 색보상 편광 광학필터에서, 제1후막층(3)은 편광자보호층(40)이고, 편광자층(30)과 반대쪽의 편광자보호층(40)의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 투명기판층(10)이 순차적으로 형성된다. As shown, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 16, the first thick film layer 3 is a polarizer protective layer 40, and the thin film layer (3) is formed on the surface of the polarizer protective layer 40 opposite to the polarizer layer 30. The transparent substrate layer 10 is sequentially formed as 1) and the second thick film layer 5.

상기 투명기판층(10)의 재료로는, 유리, 석영 등의 무기화합물 성형물과 투명한 유기고분자 성형물을 들 수 있다. 유기고분자 성형물로 이루어진 투명기판층(10)으로는 아크릴이나 폴리카보네이트를 사용할 수 있으나 본 발명은 이러한 예들에 한정되는 것은 아니다. Examples of the material for the transparent substrate layer 10 include molded inorganic compounds such as glass and quartz and transparent organic polymer molded products. Acrylic or polycarbonate may be used as the transparent substrate layer 10 formed of the organic polymer molding, but the present invention is not limited to these examples.

투명기판층(10)은 고투명성과 내열성을 갖는 것이 바람직하며 고분자 성형물 및 고분자 성형물의 적층체를 사용할 수도 있다. 투명기판층(10)의 투명성에 관해서는 가시광선 투과율이 80% 이상인 것이 유리하며, 내열성에 관해서는 유리전이온도가 50℃ 이상인 것이 바람직하다. 상기 투명기판층(10)으로 강화 유리를 사용하는 것이 외부 충격에 대한 방지 및 투명성 면에서 바람직하다.The transparent substrate layer 10 preferably has high transparency and heat resistance, and a polymer molded product and a laminate of polymer molded products may be used. As for the transparency of the transparent substrate layer 10, it is advantageous that the visible light transmittance is 80% or more, and in terms of heat resistance, the glass transition temperature is preferably 50 ° C or more. It is preferable to use tempered glass as the transparent substrate layer 10 in view of preventing external transparency and transparency.

유리의 굴절율은 대략 1.5이다. 따라서 투명기판층(10)으로 유리가 사용되는 경우, 저굴절율의 제1후막층(3)인 편광자보호층(40), 고굴절율의 박막층(1) 및 저굴절율의 제2후막층(5)인 강화유리의 층 구성을 가질 수 있다. The refractive index of the glass is approximately 1.5. Therefore, when glass is used as the transparent substrate layer 10, the polarizer protective layer 40, which is the first thick film layer 3 of low refractive index, the thin film layer 1 of high refractive index, and the second thick film layer 5 of low refractive index It may have a layer structure of phosphorus tempered glass.

도 17은 본 발명의 제3실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 17 is a diagram schematically illustrating a color compensated polarizing optical filter according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 17의 색보상 편광 광학필터에서, 제1후막층(3)은 편광자보호층(40)이고, 편광자층(30)과 반대쪽의 편광자보호층의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 외광차폐층(60)이 순차적으로 형성된다. As shown, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 17, the first thick film layer 3 is the polarizer protective layer 40, and the thin film layer 1 and the surface of the polarizer protective layer opposite to the polarizer layer 30. The external light shielding layer 60 is sequentially formed as the second thick film layer 5.

외광차폐층(60)은 투명기재(61) 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴(63)이 형성된다. 투명기재(61)로는 수지가 사용될 수 있다. 도 17에서는 단면이 쐐기형인 외광차폐패턴을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 쐐기형 이외에 사각형, 사다리꼴형, 반원형, U자형 등, 다양한 형상을 가질 수 있다.The external light shielding layer 60 is formed with an external light shielding pattern 63 of a light absorbing material on the transparent substrate 61. Resin may be used as the transparent substrate 61. 17 illustrates an external light shielding pattern having a wedge-shaped cross section, but is not limited thereto. In addition to the wedge shape, it may have various shapes such as quadrangular, trapezoidal, semicircular, and U-shaped.

외광차폐패턴(63)은 투명기재(61)의 일면에 형성된 음각 패턴에 광흡수 물질이 충진됨으로써 형성된다. 광흡수 물질로는 카본 블랙 등의 검은색 물질을 사용할 수 있다.The external light shielding pattern 63 is formed by filling the light absorbing material in the intaglio pattern formed on one surface of the transparent substrate 61. As the light absorbing material, a black material such as carbon black may be used.

외광차폐층(60)은 외광을 흡수하여 디스플레이 패널로 외부 환경광이 유입되는 것을 막고, 디스플레이 패널로부터 방출되는 패널광을 시청자 쪽으로 투과 및 전반사하는 역할을 한다. 따라서, 가시광선에 대한 높은 투과율과 높은 명암 대비비(contrast ratio)를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 외광차폐패턴에 광흡수 물질과 실버 페이스트와 같은 도전성 물질을 동시에 충진함으로써, 광학필터의 전자파 차폐 기능을 보완할 수도 있다.The external light shielding layer 60 absorbs external light to prevent external environment light from entering the display panel, and transmits and totally reflects panel light emitted from the display panel toward the viewer. Thus, a high transmittance to visible light and a high contrast ratio can be obtained. In addition, the electromagnetic wave shielding function of the optical filter may be compensated by simultaneously filling the external light shielding pattern with a light absorbing material and a conductive material such as silver paste.

외광차폐패턴(63)의 바닥면은 디스플레이 패널을 향하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 외광차폐패턴의 바닥면은 외부 환경광이 입사되는 시청자 방향을 향할 수도 있고, 투명기재의 양면에 모두 형성될 수도 있다.Although the bottom surface of the external light shielding pattern 63 is shown to face the display panel, the present invention is not limited thereto, and the bottom surface of the external light shielding pattern 63 may face the viewer in which the external environment light is incident or transparent. It may be formed on both sides of the substrate.

상기 외광차폐패턴(63)의 굴절률은 투명기재(61)의 굴절률보다 작을 수도 있고 클 수도 있다. 투명기재의 굴절률보다 작은 경우에는 상기 외광차폐패턴의 굴절률은 투명기재의 굴절률보다 0.01 내지 0.5 범위에서 낮을 수 있다. 굴절률 차이가 상기 범위 내일 때 디스플레이 패널로부터 입사되는 영상은 전반사되어 디스플레이 화면으로 출사되는 효율이 높아지고 외부 환경광의 흡수 효율은 높일 수 있다. 특히, 상기 외광차폐패턴의 굴절률은 투명기재의 굴절률보다 0.01 내지 0.5로 작은 값을 가짐으로써 상기 외광차폐층은 외부 환경광의 반사보다는 흡수에 의한 차폐를 주된 기능으로 발휘한다.The refractive index of the external light shielding pattern 63 may be smaller or larger than the refractive index of the transparent substrate 61. When the refractive index of the transparent substrate is smaller than the refractive index of the external light shielding pattern may be lower than the refractive index of the transparent substrate in the range of 0.01 to 0.5. When the difference in refractive index is within the above range, the image incident from the display panel is totally reflected, and thus the efficiency of outputting to the display screen may be increased, and the absorption efficiency of external ambient light may be increased. In particular, the refractive index of the external light shielding pattern has a value of 0.01 to 0.5 smaller than the refractive index of the transparent base material, so that the external light shielding layer serves as a main function of shielding by absorption rather than reflection of external ambient light.

한편, 시야각 변화에 따른 색변화를 최소화하기 위해 전술한 바와 같이 후막층(3, 5)과 박막층(1)의 굴절률을 다르게 하면, 굴절률 차이로 인한 외광 반사로 명실 명암비가 감소하게 된다. On the other hand, if the refractive index of the thick film layer (3, 5) and the thin film layer 1 is different as described above in order to minimize the color change according to the change in the viewing angle, the bright room contrast ratio is reduced due to the reflection of the external light due to the refractive index difference.

따라서 이러한 후막층과 박막층의 굴절률 차로 인한 외광 반사를 줄이기 위해 박막층(1)으로서, 전술한 바 있는 방향에 따라 굴절률이 다른 복굴절 물질을 사용하는 것이 효과적일 수 있다. Therefore, in order to reduce external light reflection due to the difference in refractive index between the thick film layer and the thin film layer, it may be effective to use a birefringent material having a different refractive index according to the above-described direction.

외부 환경광(예컨대 가정의 형광등)은 일반적으로 디스플레이 장치와 시청자의 위쪽에 존재하여 비스듬하게 위에서 입사하게 되므로, 박막층이 적층되는 방향에 대하여 수직인 방향(y 방향)의 굴절률을 후막층의 굴절률과 차이가 1 이하로 작게 나도록 복굴절 물질로 박막층을 구성한다. Since external ambient light (eg, home fluorescent light) is generally present above the display device and the viewer and is incident obliquely from above, the refractive index in the direction (y direction) perpendicular to the direction in which the thin film layers are stacked is equal to the refractive index of the thick film layer. The thin film layer is formed of a birefringent material so that the difference is smaller than 1.

이러한 복굴절 박막층의 도입은 외광 반사를 줄이는데 효과적이다. 박막층이 복굴절 물질이 아닌 경우, 청색 및 적색 영역의 파장에서 반사율이 20%에 이르게 되나, 박막층이 적층되는 방향에 대하여 수직인 방향(y 방향)의 굴절률과 후막층의 굴절률의 차이를 줄임으로써, 외광 반사율을 감소시킬 수 있게 된다. Introduction of such a birefringent thin film layer is effective to reduce external light reflection. If the thin film layer is not a birefringent material, the reflectance reaches 20% at the wavelengths of the blue and red regions, but by reducing the difference between the refractive index of the direction perpendicular to the direction in which the thin film layers are stacked (y direction) and the refractive index of the thick film layer, It is possible to reduce the external light reflectance.

그러나, 상기 y 방향의 굴절률과 후막층의 굴절률의 차이를 줄이게 되면 상하 시야각 변화에 따른 색변화를 보상하는 기능을 저하시킬 수 있다. 이러한 문제점은 외광차폐층을 사용하여 해결할 수 있다. 전술한 바와 같이 외광차폐층은 외광을 차단하여 외광 반사를 더욱 줄일 수 있으며, 투명기재(61)와 외광차폐패턴(63)간의 굴절률 차로 인해 일정 각도 이상에서 발생하는 전반사 효과로 디스플레이 패널에서 여러 각도로 발광된 빛이 혼합되어 시야각 변화에 따른 색 변화를 보다 줄여줄 수 있다. However, if the difference between the refractive index in the y direction and the refractive index of the thick film layer is reduced, the function of compensating for the color change according to the vertical viewing angle change may be deteriorated. This problem can be solved by using an external light shielding layer. As described above, the external light shielding layer may further reduce external light reflection by blocking external light, and various angles in the display panel due to the total reflection effect occurring at a predetermined angle or more due to the difference in refractive index between the transparent substrate 61 and the external light shielding pattern 63. The emitted light is mixed to reduce the color change according to the change of viewing angle.

시험 결과, 외광차폐층의 존재 유무에 따라 수평 방향으로의 색좌표 변화는 거의 없으나, 수직 방향으로의 색좌표 변화는 매우 크게 나타남을 알 수 있었다. 따라서 복굴절 박막층을 사용함에 따른 색변화를 외광차폐층으로 보상할 수 있음을 확인할 수 있었다. As a result of the test, there was almost no change in the color coordinate in the horizontal direction depending on the presence or absence of the external light shielding layer, but the change in the color coordinate in the vertical direction was very large. Therefore, it was confirmed that the color change due to the use of the birefringent thin film layer can be compensated by the external light shielding layer.

물론, 복굴절 박막층이 아닌 단굴절 박막층을 이용한 색보상 편광 광학필터도 외광차폐층을 포함하는 경우, 외광 차폐 효과로 인한 명실 명암비 향상의 효과가 있었다. Of course, when the color compensation polarization optical filter using the birefringence thin film layer rather than the birefringence thin film layer also includes the external light shielding layer, there was an effect of improving the contrast contrast ratio due to the external light shielding effect.

도 18은 본 발명의 제4실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 18 schematically illustrates a color compensated polarizing optical filter according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 18의 색보상 편광 광학필터에서, 제1후막층(3)은 편광자보호층(40)이고, 편광자층(30)과 반대쪽의 편광자보호층(40)의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 확산층(70)이 순차적으로 형성된다. As shown, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 18, the first thick film layer 3 is a polarizer protective layer 40, and a thin film layer on the surface of the polarizer protective layer 40 opposite to the polarizer layer 30. The diffusion layer 70 is formed sequentially as 1) and the second thick film layer 5.

확산층(70)으로는 다양한 구조의 확산층이 사용될 수 있다. As the diffusion layer 70, a diffusion layer having various structures may be used.

예컨대 도 17의 외광차폐층과 유사한 구조의 확산층이 사용될 수 있는데, 여기서 광확산패턴(73)에는 광흡수 물질이 포함되지 않을 수 있다. 그러나 투명기재(71)와 광확산패턴(73)의 굴절율은 차이를 두어 투명기재(71)와 광확산패턴(73)의 계면에서 굴절율 차이로 인한 굴절 또는 반사 (전반사 포함)를 이용하여 광을 확산시킨다. For example, a diffusion layer having a structure similar to that of the external light shielding layer of FIG. 17 may be used, wherein the light diffusion pattern 73 may not include a light absorbing material. However, the refractive indexes of the transparent substrate 71 and the light diffusion pattern 73 are different from each other so that light may be reflected or refracted (including total reflection) due to the difference in refractive index at the interface between the transparent substrate 71 and the light diffusion pattern 73. Spread.

확산층의 다른 예로는, 광확산비드가 분산되어 있는 확산층이나 표면에 요철, 등을 갖는 확산층을 들 수 있다. Other examples of the diffusion layer include a diffusion layer in which light diffusion beads are dispersed, and a diffusion layer having irregularities and the like on the surface thereof.

확산층은 시야각을 넓히는데 효과적일 수 있다. The diffusion layer can be effective to widen the viewing angle.

도 19는 본 발명의 제5실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. 19 is a view schematically showing a color-compensated polarizing optical filter according to a fifth embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 19의 색보상 편광 광학필터에서, 제1후막층(3)은 편광자보호층(40)이고, 편광자층(30)과 반대쪽의 편광자보호층(40)의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 반사방지층(20)이 순차적으로 형성된다. As shown, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 19, the first thick film layer 3 is a polarizer protective layer 40, and the thin film layer (3) is formed on the surface of the polarizer protective layer 40 opposite to the polarizer layer 30. The antireflection layer 20 is sequentially formed as 1) and the second thick film layer 5.

상기 색보상 편광 광학필터가 디스플레이 장치에 장착되었을 때, 반사방지층(20)이 시청자 측을 향하는 것이 바람직하다. When the color-compensated polarizing optical filter is mounted on the display device, the antireflection layer 20 is preferably directed toward the viewer.

반사방지층(20)은 시청자 방향으로부터 입사되는 외부 환경광이 다시 외부로 반사되는 것을 방지하여 디스플레이 장치의 명암 대비비를 향상시킨다. The anti-reflection layer 20 prevents external environment light incident from the viewer's direction to be reflected back to the outside, thereby improving the contrast ratio of the display device.

반사방지층은 반사율이 2% 이하인 것이 바람직하다. 유리 표면의 반사율이 4%이므로 반사방지층의 반사율이 2%보다 클 경우는 반사방지층을 사용하지 않는 경우와 큰 차이가 없기 때문이다.The antireflection layer preferably has a reflectance of 2% or less. Since the reflectivity of the glass surface is 4%, when the reflectance of the antireflection layer is greater than 2%, there is no significant difference from that without using the antireflection layer.

도 20은 본 발명의 제6실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. 20 is a view schematically showing a color compensated polarizing optical filter according to a sixth embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 20의 색보상 편광 광학필터에서, 제1후막층(3)은 편광자보호층(40)이고, 편광자층과 반대쪽의 편광자보호층의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 하드코팅층(80)이 순차적으로 형성된다. As shown, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 20, the first thick film layer 3 is a polarizer protective layer 40, and the thin film layer 1 and the second thick film on the surface of the polarizer protective layer opposite to the polarizer layer. As the layer 5, the hard coat layer 80 is sequentially formed.

일반적으로 편광자보호층(40)으로 사용되는 TAC의 경우 표면 경도가 매우 낮기 때문에, 소비자가 직접 접촉하는 상판에 사용되는 편광 광학필터의 경우 하드코팅층(80)을 형성하는 것이 바람직하다. In general, in the case of the TAC used as the polarizer protective layer 40, since the surface hardness is very low, it is preferable to form the hard coat layer 80 in the case of the polarizing optical filter used in the upper plate directly contacted by the consumer.

하드코팅층은 열경화성 수지와 경화제 또는 자외선 경화성 수지와 광중합 개시제, 등을 이용하여 형성할 수 있다. 내후성, 내열성, 내스크래치성, 표면경도 및 생산성 측면에서 자외선 경화성 수지를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. The hard coat layer may be formed using a thermosetting resin and a curing agent or an ultraviolet curable resin and a photopolymerization initiator. In view of weather resistance, heat resistance, scratch resistance, surface hardness and productivity, it may be desirable to use an ultraviolet curable resin.

도 21은 본 발명의 제7실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 21 is a diagram schematically illustrating a color compensated polarizing optical filter according to a seventh exemplary embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 21의 색보상 편광 광학필터에서, 제1후막층(3)은 편광자보호층(40)이고, 편광자층(30)과 반대쪽의 편광자보호층의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 대전방지층(Anti Static Layer)(90)이 순차적으로 형성된다. As shown, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 21, the first thick film layer 3 is a polarizer protective layer 40, and the thin film layer 1 and the surface of the polarizer protective layer opposite to the polarizer layer 30. An antistatic layer 90 is sequentially formed as the second thick film layer 5.

정전기 등에 의한 먼지 부착 방지를 위해 대전방지층(90)을 형성한다. 특히 IPS 모드에 사용되는 편광 광학필터의 경우 대전방지층의 형성이 필수적으로 필요하게 된다.An antistatic layer 90 is formed to prevent dust from adhering to static electricity. In particular, in the case of the polarizing optical filter used in the IPS mode, it is necessary to form the antistatic layer.

도 22는 본 발명의 제8실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 22 schematically illustrates a color compensated polarizing optical filter according to an eighth exemplary embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 22의 색보상 편광 광학필터에서, 제1후막층(3)은 편광자보호층(40)이고, 편광자층(30)과 반대쪽의 편광자보호층의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 디스플레이 패널(600)의 기판이 순차적으로 위치된다. As shown, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 22, the first thick film layer 3 is the polarizer protective layer 40, and the thin film layer 1 and the surface of the polarizer protective layer opposite to the polarizer layer 30. The substrate of the display panel 600 is sequentially positioned as the second thick film layer 5.

색보상 편광 광학필터의 박막층(1)의 타면과 디스플레이 패널(600)을 밀착시켜, 박막층(1)의 타면과 밀착되는 디스플레이 패널(600)의 기판층이 제2후막층(5)으로 기능하도록 한다. 디스플레이 패널의 기판층인 유리의 굴절율이 대략 1.5이므로, 저굴절율의 제1후막층(3)인 편광자보호층(40), 고굴절율의 박막층(1) 및 저굴절율의 제2후막층(5)인 디스플레이 패널(600)의 기판으로 순으로 위치되는 것이다. The other surface of the thin film layer 1 of the color compensation polarizing optical filter and the display panel 600 are brought into close contact with each other so that the substrate layer of the display panel 600 which is in close contact with the other surface of the thin film layer 1 functions as the second thick film layer 5. do. Since the refractive index of the glass which is the substrate layer of the display panel is approximately 1.5, the polarizer protective layer 40 which is the first thick film layer 3 having the low refractive index, the thin film layer 1 having the high refractive index and the second thick film layer 5 having the low refractive index The substrates of the display panel 600 are sequentially positioned.

별도의 제2후막층(5)을 형성하지 않고 디스플레이 패널의 기판층을 제2후막층(5)으로 이용함으로써, 원가 절감 및 생산성 향상에 이바지하고, 광학필터의 두께를 감소시키며, 투과율을 높여 시인성을 높일 수 있는 이점을 가져다 준다. By using the substrate layer of the display panel as the second thick film layer 5 without forming a separate second thick film layer 5, it contributes to cost reduction and productivity improvement, reduces the thickness of the optical filter, and increases the transmittance. It has the advantage of increasing visibility.

도 23은 본 발명의 제9실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 23 is a view schematically illustrating a color compensated polarizing optical filter according to a ninth embodiment of the present invention.

본 발명의 색보상 편광 광학필터는 점착제층(50)이 후막층이 될 수 있고, 이 점착제층(50)에는 편광자층, 편광자보호층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 외광차폐층, 반사방지층, 확산층, 등과 같은 다양한 층이 점착될 수 있다. In the color compensation polarizing optical filter of the present invention, the pressure-sensitive adhesive layer 50 may be a thick film layer, and the pressure-sensitive adhesive layer 50 may include a polarizer layer, a polarizer protective layer, a transparent substrate layer, a substrate layer of a display panel, a hard coating layer, and charging Various layers, such as a protective layer, an external light shielding layer, an antireflective layer, a diffusion layer, and the like, may be attached.

도시한 바와 같이, 도 23의 색보상 편광 광학필터에서, 제1후막층(3)은 편광자보호층(40)이고, 편광자층(30)과 반대쪽의 편광자보호층의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 점착제층(50), 디스플레이 패널(600)의 기판이 순차적으로 위치된다. As shown, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 23, the first thick film layer 3 is the polarizer protective layer 40, and the thin film layer 1 and the surface of the polarizer protective layer opposite to the polarizer layer 30. As the second thick film layer 5, the pressure-sensitive adhesive layer 50 and the substrate of the display panel 600 are sequentially positioned.

점착제는 일반적으로 굴절율이 대략 1.5의 값을 가지며 그 두께도 수 마이크로미터 단위이다. Adhesives generally have a value of approximately 1.5 on the refractive index and their thickness is in the order of several micrometers.

디스플레이 패널(600)과의 직부착을 위한 점착제층(50)을 제2후막층(5)으로 이용함으로써, 원가 절감 및 생산성 향상에 이바지할 수 있는 이점을 가져다 준다. By using the pressure-sensitive adhesive layer 50 for direct adhesion with the display panel 600 as the second thick film layer 5, it can bring an advantage that can contribute to cost reduction and productivity improvement.

도 24는 본 발명의 제10실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. 24 is a view schematically showing a color-compensated polarizing optical filter according to a tenth embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 24의 색보상 편광 광학필터에서, 제1후막층(3)은 편광자보호층(40)이고, 편광자층(50)과 반대쪽의 편광자보호층의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 투명기판층(10), 외광차폐층(60) 및 반사방지층(20)이 순차적으로 형성된다. As shown, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 24, the first thick film layer 3 is a polarizer protective layer 40, and the thin film layer 1 and the surface of the polarizer protective layer opposite to the polarizer layer 50. As the second thick film layer 5, the transparent substrate layer 10, the external light shielding layer 60, and the antireflection layer 20 are sequentially formed.

도 25는 본 발명의 제11실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. 25 is a diagram schematically illustrating a color compensated polarizing optical filter according to an eleventh embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 도 25의 색보상 편광 광학필터는 도 15의 색보상 편광 광학필터가 점착제층(50)을 매개하여 투명기판층(10)에 점착된 실시예를 보여준다. As shown, the color compensated polarizing optical filter of FIG. 25 shows an embodiment in which the color compensated polarizing optical filter of FIG. 15 is attached to the transparent substrate layer 10 through the pressure sensitive adhesive layer 50.

바람직하게는, 투명기판층(10)이 시청자 측을 향하고, 박막층(1)이 디스플레이 패널을 향한다. Preferably, the transparent substrate layer 10 faces the viewer side, and the thin film layer 1 faces the display panel.

도 26은 본 발명의 제12실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 26 schematically illustrates a color compensated polarizing optical filter according to a twelfth embodiment of the present invention.

도 15 내지 도 25에서는 제1후막층(3)으로 편광자보호층(40)이 사용된 실시예를 보여주었으나, 반드시 이에 한정되지 않음은 물론이다. 편광자보호층(40) 외에, 제1후막층(3)으로, 투명기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 외광차폐층 또는 확산층이 사용될 수 있고, 이들은 편광자층(30)에 점착되거나 직접 형성될 수 있다. 15 to 25 illustrate an embodiment in which the polarizer protective layer 40 is used as the first thick film layer 3, but is not necessarily limited thereto. In addition to the polarizer protective layer 40, as the first thick film layer 3, a transparent substrate layer, a hard coating layer, an antistatic layer, an external light shielding layer or a diffusion layer may be used, which may be adhered to or directly formed on the polarizer layer 30. have.

예컨대, 도 26의 색보상 편광 광학필터에서는, 제1후막층(3)이 투명기판층(10)이고, 편광자층(30)과 반대쪽의 투명기판층(10)의 면에 박막층(1) 및 제2후막층(5)으로서 공기층이 순차적으로 위치된다. For example, in the color compensated polarizing optical filter of FIG. 26, the first thick film layer 3 is the transparent substrate layer 10, and the thin film layer 1 and the surface of the transparent substrate layer 10 opposite to the polarizer layer 30 are formed. As the second thick film layer 5, the air layers are sequentially positioned.

도 27은 본 발명의 제13실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 27 is a diagram schematically illustrating a color compensated polarizing optical filter according to a thirteenth embodiment of the present invention.

도 27에서는 편광자층(30)의 일면에 형성된 점착제층(50)이 제1후막층(3)으로 사용될 수 있음을 보여준다. 여기서, 제2후막층(5)으로는 편광자보호층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 외관차폐층, 반사방지층 또는 확산층이 될 수 있다. In FIG. 27, the pressure-sensitive adhesive layer 50 formed on one surface of the polarizer layer 30 may be used as the first thick film layer 3. The second thick film layer 5 may be a polarizer protective layer, a transparent substrate layer, a substrate layer of a display panel, a hard coating layer, an antistatic layer, an exterior shielding layer, an antireflection layer, or a diffusion layer.

도 27에서는 제2후막층(5)으로 편광자보호층이 사용되는 실시예를 보여준다. FIG. 27 shows an embodiment in which a polarizer protective layer is used as the second thick film layer 5.

도 28은 본 발명의 제14실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 28 is a diagram schematically illustrating a color compensated polarizing optical filter according to a fourteenth exemplary embodiment of the present invention.

도 28은 편광자층(30)이 제1후막층(3)이 될 수 있음을 보여준다. 28 shows that the polarizer layer 30 can be the first thick film layer 3.

여기서, 제2후막층(5)은, 편광자보호층, 공기층, 점착제층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층일 수 있다. Here, the second thick film layer 5 may be a polarizer protective layer, an air layer, an adhesive layer, a transparent substrate layer, a substrate layer of a display panel, a hard coating layer, an antistatic layer, an external light shielding layer, an antireflection layer, or a diffusion layer.

도 28에서는 편광자보호층(40)이 제2후막층(5)으로 사용된 실시예를 보여준다. 28 shows an embodiment in which the polarizer protective layer 40 is used as the second thick film layer 5.

도 29는 본 발명의 제15실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 29 is a schematic view of a display apparatus according to a fifteenth embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 장치는 색보상 편광 광학필터 외에 디스플레이 패널(600) 및 백라이트 유닛(700)을 구비한다. As shown, the display device of the present invention includes a display panel 600 and a backlight unit 700 in addition to the color compensation polarizing optical filter.

도 29에서는 예시를 위하여, 도 15의 색보상 편광 광학필터를 포함하고 있으나, 도 16 내지 도 28의 색보상 편광 광학필터, 등 다양한 광학필터가 사용될 수 있음은 물론이다. In FIG. 29, for the purpose of illustration, the color compensation polarization optical filter of FIG. 15 is included, but various optical filters such as the color compensation polarization optical filter of FIGS. 16 to 28 may be used.

전술한 바와 같이 색보상 편광 광학필터는 후막층(3, 5)과 박막층(1)의 굴절율 차이와 박막층(1)의 두께에 의하여 파장 영역에 따른 투과율을 조절한다. As described above, the color-compensated polarizing optical filter adjusts the transmittance according to the wavelength region by the difference in refractive index between the thick films 3 and 5 and the thin film layer 1 and the thickness of the thin film layer 1.

디스플레이 패널(600)의 기판층이 색보상 편광 광학필터의 제2후막층(5)으로 이용될 수도 있음은 전술한 바와 같다. As described above, the substrate layer of the display panel 600 may be used as the second thick film layer 5 of the color compensation polarizing optical filter.

본 발명의 색보상 편광 광학필터가 사용되는 디스플레이 장치는 전형적으로는 액정 디스플레이 장치이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 격자 패턴의 화소(pixel)를 가지며, RGB를 구현하는 PDP 장치, OLED 장치, FED 장치 등의 대형 디스플레이 장치, PDA, 소형 게임기 표시창, 휴대폰 표시창, 등의 소형 모바일 디스플레이 장치 및 연성 디스플레이 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. The display device in which the color-compensated polarizing optical filter of the present invention is used is typically a liquid crystal display device, but is not necessarily limited thereto. For example, a large display device such as a PDP device, an OLED device, and an FED device, having a pixel of a grid pattern, a small mobile display device such as a PDA, a small game machine display window, a mobile phone display window, and a flexible display device, etc. It can be applied in various ways.

도 1은 LCD의 기본 구조와 구동 원리를 개념적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram conceptually showing the basic structure and driving principle of an LCD.

도 2는 종래의 편광 광학필터의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다. 2 is a view schematically showing the structure of a conventional polarizing optical filter.

도 3은 시야각에 따른 액정의 배향 상태와 광투과도를 보여주는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating alignment states and light transmittances of liquid crystals according to viewing angles.

도 4는 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 일 예를 보여주는 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating an example of the related art for improving the change in contrast ratio and color change according to a change in viewing angle.

도 5는 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 다른 일 예를 보여주는 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating another example of the related art for improving the change in contrast ratio and color change according to a change in viewing angle.

도 6은 종래 기술에 따른 LCD의 시야각 증가에 따른 발광 스펙트럼 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing a result of measuring a change in emission spectrum with increasing viewing angle of the LCD according to the prior art.

도 7은 도 6의 결과를 정규화(normalize)하여 나타낸 그래프이다. FIG. 7 is a graph normalizing the result of FIG. 6.

도 8은 본 발명의 기본 원리를 설명하기 위하여, 색보상 광학필터를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 8 is a cross-sectional view schematically showing a color compensation optical filter in order to explain the basic principle of the present invention.

도 9는 도 8의 색보상층에서의 빛의 반사 및 투과를 보여주는 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating reflection and transmission of light in the color compensation layer of FIG. 8.

도 10은 도 8의 색보상 광학필터에서 빛의 파장 및 예리도(finesse)에 따른 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 10 is a graph illustrating changes in transmittance according to wavelengths and sharpness of light in the color compensation optical filter of FIG. 8.

도 11은 도 8의 색보상 광학필터에서 예리도와 반사율의 관계를 나타내는 그래프이다. FIG. 11 is a graph illustrating a relationship between sharpness and reflectance in the color compensation optical filter of FIG. 8.

도 12는 도 8의 색보상층에서 시야각 변화에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.FIG. 12 is a graph illustrating transmittance according to a change in viewing angle in the color compensation layer of FIG. 8.

도 13은 도 12의 결과를 정규화하여 나타낸 그래프이다. FIG. 13 is a graph normalizing the result of FIG. 12.

도 14는 도 8의 색보상 광학필터에서 시야각 증가에 따른 색좌표 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 14 is a graph illustrating changes in color coordinates with increasing viewing angle in the color compensation optical filter of FIG. 8.

도 15 내지 도 28은 본 발명의 제1실시예 내지 제14실시예에 따른 색보상 편광 광학필터를 개략적으로 보여주는 도면이다. 15 to 28 are schematic views illustrating a color compensation polarizing optical filter according to the first to fourteenth embodiments of the present invention.

도 29는 본 발명의 제15실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 29 is a schematic view of a display apparatus according to a fifteenth embodiment of the present invention.

Claims (29)

편광자층을 구비하여 광을 편광시키는 편광 광학필터로서, A polarizing optical filter for polarizing light by providing a polarizer layer, 780nm 이하의 두께를 갖는 박막층과, A thin film layer having a thickness of 780 nm or less, 상기 박막층의 일면에 형성되고 상기 박막층보다 큰 두께를 갖고 상기 박막층과 굴절률이 다른 제1후막층과, A first thick film layer formed on one surface of the thin film layer and having a thickness greater than that of the thin film layer, and having a different refractive index from the thin film layer; 상기 박막층의 타면에 형성되고 상기 박막층보다 큰 두께를 갖고 상기 박막층과 굴절률이 다른 제2후막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. And a second thick film layer formed on the other surface of the thin film layer, the second thick film layer having a larger thickness than the thin film layer and having a different refractive index from the thin film layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1후막층 및 제2후막층 중 적어도 하나 이상은, 상기 편광자층, 상기 편광자층을 보호하는 편광자보호층, 공기층, 점착제층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 투명기재 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴이 형성된 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. At least one of the first thick film layer and the second thick film layer may include the polarizer layer, a polarizer protective layer protecting the polarizer layer, an air layer, an adhesive layer, a transparent substrate layer, a substrate layer of a display panel, a hard coating layer, and an antistatic layer. Color compensation polarizing optical filter, characterized in that the external light shielding layer, the anti-reflection layer or the diffusion layer formed with an external light shielding pattern of the light absorbing material on a transparent substrate. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 편광자층은 PVA를 포함하고, 상기 편광자보호층은 TAC를 포함하여 이루 어지는 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The polarizer layer comprises a PVA, and the polarizer protective layer is a color compensation polarizing optical filter, characterized in that comprises a TAC. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1후막층은 상기 편광자층을 보호하는 편광자보호층이고, The first thick film layer is a polarizer protective layer for protecting the polarizer layer, 상기 편광자층과 반대쪽의 상기 편광자보호층의 면에 상기 박막층 및 상기 제2후막층이 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. And the thin film layer and the second thick film layer are sequentially formed on a surface of the polarizer protective layer opposite to the polarizer layer. 제4항에 있어서, 5. The method of claim 4, 상기 제2후막층은, 공기층, 점착제층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 투명기재 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴이 형성된 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The second thick film layer is an air shield, an antireflection layer, or a diffusion layer in which an external light shielding pattern of a light absorbing material is formed on an air layer, an adhesive layer, a transparent substrate layer, a substrate layer of a display panel, a hard coating layer, an antistatic layer, and a transparent substrate. Color compensation polarizing optical filter, characterized in that. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 박막층의 타면과 디스플레이 패널은 이격되어, 상기 박막층의 타면과 상기 디스플레이 패널 사이에 공기층이 형성되고, 이 공기층이 상기 제2후막층인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The other surface of the thin film layer is spaced apart from the display panel, and an air layer is formed between the other surface of the thin film layer and the display panel, and the air layer is the second thick film layer. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 박막층의 타면에는 점착제층이 형성되고, 이 점착제층이 상기 제2후막층인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. A pressure-sensitive adhesive layer is formed on the other surface of the thin film layer, and the pressure-sensitive adhesive layer is the second thick film layer. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 박막층의 타면과 디스플레이 패널은 밀착되어, 상기 박막층의 타면과 밀착되는 디스플레이 패널의 기판층이 상기 제2후막층인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터.The other surface of the thin film layer is in close contact with the display panel, and the substrate layer of the display panel in close contact with the other surface of the thin film layer is the second thick film layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1후막층은, 상기 편광자층의 일면에 점착되거나 코팅결합된, 투명기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 투명기재 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴이 형성된 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층이고, The first thick film layer is an external light shielding layer, an antireflection layer, or a diffusion layer in which an external light shielding pattern of a light absorbing material is formed on a transparent substrate layer, a hard coating layer, an antistatic layer, or a transparent substrate, which is adhered or coated on one surface of the polarizer layer. ego, 상기 제2후막층은, 상기 편광자층을 보호하는 편광자보호층, 공기층, 점착제층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 투명기재 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴이 형성된 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The second thick film layer may include an external light shielding pattern of a light absorbing material on a polarizer protective layer, an air layer, an adhesive layer, a transparent substrate layer, a substrate layer of a display panel, a hard coating layer, an antistatic layer, and a transparent substrate protecting the polarizer layer. Color compensation polarizing optical filter, characterized in that the formed external light shielding layer, antireflection layer or diffusion layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1후막층은, 상기 편광자층의 일면에 형성된 점착제층이고, The first thick film layer is an adhesive layer formed on one surface of the polarizer layer, 상기 제2후막층은 상기 편광자층을 보호하는 편광자보호층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 투명기재 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴이 형성된 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The second thick film layer may include a polarizer protective layer protecting the polarizer layer, a transparent substrate layer, an external light shielding layer having an external light shielding pattern of a light absorbing material formed on a transparent substrate, a substrate layer of a display panel, a hard coating layer, an antistatic layer, and a transparent substrate. It is a prevention layer or a diffusion layer, Compensation polarization optical filter characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1후막층은 상기 편광자층이고,The first thick film layer is the polarizer layer, 상기 제2후막층은 상기 편광자층을 보호하는 편광자보호층, 공기층, 점착제층, 투명기판층, 디스플레이 패널의 기판층, 하드코팅층, 대전방지층, 투명기재 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴이 형성된 외광차폐층, 반사방지층 또는 확산층인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The second thick film layer may include an external light shielding pattern of a light absorbing material formed on a polarizer protective layer, an air layer, an adhesive layer, a transparent substrate layer, a display panel substrate layer, a hard coating layer, an antistatic layer, and a transparent substrate that protect the polarizer layer. Color compensation polarizing optical filter, characterized in that the external light shielding layer, antireflection layer or diffusion layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 박막층의 굴절율은 상기 제1후막층의 굴절율 및 제2후막층의 굴절율보 다 큰 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The refractive index of the thin film layer is a color compensation polarizing optical filter, characterized in that greater than the refractive index of the first thick film layer and the refractive index of the second thick film layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 박막층의 굴절율은 1.6~4.0인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The refractive index of the thin film layer is a color compensation polarizing optical filter, characterized in that. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 박막층의 굴절율은 상기 제1후막층의 굴절율 및 제2후막층의 굴절율보다 작은 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The refractive index of the thin film layer is a color compensation polarizing optical filter, characterized in that less than the refractive index of the first thick film layer and the refractive index of the second thick film layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 박막층의 두께는 50~500nm인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The thickness of the thin film layer is a color compensation polarizing optical filter, characterized in that 50 ~ 500nm. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 박막층은, 상기 편광자층을 기준으로 디스플레이 패널 쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The thin film layer is a color compensation polarizing optical filter, characterized in that formed on the display panel side with respect to the polarizer layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1후막층의 굴절율과 제2후막층의 굴절율의 차이는 1 이하이거나 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The difference between the refractive index of the first thick film layer and the refractive index of the second thick film layer is a color compensation polarizing optical filter, characterized in that less than or equal in size. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1후막층 및 제2후막층의 두께는 780nm~5mm인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The thickness of the first thick film layer and the second thick film layer is 780nm ~ 5mm color compensated polarizing optical filter, characterized in that. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 색보상 편광 광학필터는, 파장(λ)이 380~500nm인 청색 영역의 빛에 대하여 하기 수학식에 따른 투과율(T)의 평균값이 최대가 되도록 상기 박막층의 두께(ℓ), 상기 박막층의 굴절율(n) 및 상기 박막층의 반사율(R)을 조절한 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The color-compensated polarizing optical filter has a thickness (l) of the thin film layer and a refractive index of the thin film layer such that the average value of the transmittance (T) according to the following equation is maximum for light in a blue region having a wavelength λ of 380 to 500 nm. (n) and the reflectance (R) of the thin film layer, color compensation polarizing optical filter characterized in that the adjustment. T=(1-R)2/(1+R2-2Rcosδ), δ=(2π/λ)2nℓcosθ, (θ는 0°~ 80°) T = (1-R) 2 / (1 + R 2 -2Rcosδ), δ = (2π / λ) 2nℓcosθ, (θ is 0 ° ~ 80 °) 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 색보상 편광 광학필터는 파장이 380~500nm인 청색 영역의 빛에 대한 투과율이 빛의 입사각이 0°에서 80°로 증가함에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The color compensated polarizing optical filter of claim 1, wherein the transmittance of light in a blue region having a wavelength of 380 to 500 nm increases as the incident angle of light increases from 0 ° to 80 °. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 색보상 편광 광학필터는 파장이 500~780nm인 녹색 및 적색 영역의 빛에 대한 투과율이 빛의 입사각이 0°에서 80°로 증가함에 따라 감소하는 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The color compensated polarizing optical filter of claim 1, wherein the transmittance of light in the green and red regions having a wavelength of 500 to 780 nm decreases as the incident angle of light increases from 0 ° to 80 °. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 색보상 편광 광학필터는 380~780nm의 파장 범위 내에서 최대 투과율에 대한 최소 투과율의 비가 0.5~0.9인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The color compensation polarizing optical filter is a color compensation polarizing optical filter, characterized in that the ratio of the minimum transmittance to the maximum transmittance in the wavelength range of 380 ~ 780nm is 0.5 ~ 0.9. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 박막층은 상기 박막층이 적층되는 방향에 대하여 전후 방향 및 좌우 방향의 제1굴절율과 상하 방향의 제2굴절율을 갖는 복굴절 박막층인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. And the thin film layer is a birefringent thin film layer having a first refractive index in a front-rear direction and a left-right direction and a second refractive index in a vertical direction with respect to a direction in which the thin film layers are stacked. 제23항에 있어서, 24. The method of claim 23, 상기 제1굴절율은 상기 제1후막층의 굴절율 및 상기 제2후막층의 굴절율보다 높은 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The first refractive index is higher than the refractive index of the first thick film layer and the refractive index of the second thick film layer. 제23항에 있어서, 24. The method of claim 23, 상기 제1굴절율은 1.6~4.0인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. The first refractive index is 1.6 ~ 4.0 color compensation polarizing optical filter. 제23항에 있어서, 24. The method of claim 23, 상기 제1굴절율은 상기 제1후막층의 굴절율 및 상기 제2후막층의 굴절율보다 낮은 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. And the first refractive index is lower than the refractive index of the first thick film layer and the refractive index of the second thick film layer. 제23항에 있어서, 24. The method of claim 23, 상기 제2굴절율은 상기 제1후막층의 굴절율 및 상기 제2후막층의 굴절율과의 차이가 1 이하인 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. And the second refractive index is a difference between the refractive index of the first thick film layer and the refractive index of the second thick film layer of 1 or less. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 제1후막층이나 제2후막층으로서 또는 추가적으로, 투명기재 상에 광흡수 물질의 외광차폐패턴이 형성된 외광차폐층을 구비하는 것을 특징으로 하는 색보상 편광 광학필터. And an external light shielding layer having an external light shielding pattern of a light absorbing material formed on or on a transparent substrate as a first thick film layer or a second thick film layer. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항의 색보상 편광 광학필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치. A display device comprising the color compensation polarizing optical filter of any one of claims 1 to 28.
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