KR20130053229A - A display device - Google Patents

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KR20130053229A
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image display
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retardation film
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KR1020110118889A
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하경수
양민수
조민성
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An image display device is provided to extend an up-down and left-right viewing angle of a 3D liquid crystal display device by suppressing crosstalk. CONSTITUTION: Light emitted from a backlight unit(70) passes through a lower polarization plate(80) and a lower transparent substrate(90). The light passes through an liquid crystal cell(100) and a color filter layer of which sub pixel with red, green and blue classified by a black matrix. Collimated light passes through the color filter layer and a scattering angle is the same or smaller than tan-1((t/2)/d), where t is a width of the black matrix, d is a distance between the phase difference film and the color filter layer. Light passes through an upper transparent substrate(120) and an upper polarization plate, and reaches a patterned phase difference film(140).

Description

화상 표시 장치{A display device}Image display device {A display device}

본 발명은 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 넓은 상하 및/또는 좌우 시야각을 제공하며 특히 3차원 영상에서 넓은 시야각을 제공하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an image display device. More particularly, the present invention relates to an image display device that provides a wide vertical and / or left and right viewing angle, and particularly provides a wide viewing angle in a three-dimensional image.

종래 CRT 모니터가 주종을 이루던 화상 표시 장치는 최근 그 기술이 비약적으로 발전하여 LCD, OLED, 전자종이 등 더 넓고 가벼우며 심지어 구부릴 수도 있는 화상 표시 장치들이 속속 소개되고 있다. 더욱이, 화상 표시 장치를 통해 표현되는 화상도 평면적인 2차원 영상뿐만 아니라 시청자가 입체감을 느낄 수 있는 3차원 영상까지 가능한 수준에 이르렀다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, an image display device in which a conventional CRT monitor is dominant has been rapidly developed, and a wider, lighter, and even bendable image display device such as an LCD, an OLED, In addition, the image represented by the image display device has reached a level capable of not only a planar two-dimensional image but also a three-dimensional image in which a viewer can feel a three-dimensional effect.

3차원 영상 표시 방법의 일반적인 원리는, 하나의 물체에 좌우의 눈이 다른 방향에서 물체를 봄으로써 생기는 좌우망막상의 공간적인 차이의 효과를 이용하여 인간이 입체감을 느끼게 하는 것이다. 따라서, 이 효과를 이용하여 좌우양안에 각각 서로 다른 영상, 즉 스테레오 스코픽 영상(3차원 영상)을 표시하는 방법이 사용되었다. 이러한 스테레오 스코픽 영상(3차원 영상)은 표시 방법에 따라 안경을 쓰는 방법과, 안경을 쓰지 않는 방법으로 발전되었으며, 안경을 쓰지 않고 보는 방법으로 가장 대표적인 방법이 수직시차만을 표현하는 렌티큘라판을 영상표시장치에 부착하여 입체영상을 보는 방법이며, 나아가 수직, 수평 시차를 표현하는 다시점 또는 초다시점 IP(Integral Photography)판, 교차 렌티큘라판 또는 사각 렌즈판 등의 다시점 영상 표시 마스크로 발전되었다.The general principle of the three-dimensional image display method is to make a human feel a three-dimensional effect by using the effect of the spatial difference on the left and right retinas caused by the left and right eyes looking at the object in one direction. Therefore, a method of displaying different images, that is, stereoscopic images (three-dimensional images), in both left and right eyes using this effect has been used. The stereoscopic image (3D image) has been developed into a method of wearing glasses and a method of wearing glasses according to a display method, and the most representative method of viewing without glasses is a lenticular plate representing only vertical parallax. It is a method of viewing a stereoscopic image by attaching it to a display device, and further developing into a multi-view image display mask such as a multi-view or ultra-multi-view IP (Integral Photography) plate, a cross lenticular plate, or a rectangular lens plate, which express vertical and horizontal parallax. It became.

이처럼, 3차원 영상 표시 방법은 안경을 쓰고 3차원 영상을 관찰하는 방법과, 안경을 쓰지 않고 3차원 영상을 관찰하는 방법으로 나뉘어진다.As such, the 3D image display method is divided into a method of observing a 3D image with glasses and a method of observing a 3D image without glasses.

안경을 쓰고 3차원 영상을 관찰하는 방법은 극장과 같은 넓은 공간에서 3차원 영상을 관찰하는 방법으로서, 2안식의 스테레오 스코픽 영상(3차원 영상) 표시 방법을 사용한다. 또한, 안경을 쓰지 않고 보는 방법으로서, 단일 시청자 또는 소수 시청자가 관찰 위치가 정해져 있는 위치에서 3차원 영상을 관찰하는 방법이 있다.A method of observing a 3D image by wearing glasses is a method of observing a 3D image in a large space such as a theater and uses a binocular stereoscopic image (3D image) display method. In addition, as a method of viewing without wearing glasses, there is a method in which a single viewer or a few viewers observe a 3D image at a position where an observation position is determined.

그런데, 편광방식으로 3차원 영상을 표시하는 종래의 대표적인 방법으로서, 액정 디스플레이 장치에 위상차 필름을 부착하여 3차원 영상을 관찰할 수 있는 방법이 존재하였으나, 이 방법에 의하면 시청자는 편광안경을 착용한 상태에서 3차원 영상을 관찰하게 된다. 하지만, 화상 표시 장치에 별도의 위상차 필름을 부착하게 되면, 화각이 작아짐으로 인해, 다수의 시청자가 3차원 영상을 관찰할 수 없으며, 또한 개인(개별 시청자)도 3차원 영상을 관찰할 수 있는 영역이 좁아짐으로 인해 움직일 수 있는 범위가 한정되어 있으므로, 개별 시청자는 고정된 위치에서 3차원 영상을 관찰해야만 하는 문제점이 있었다.By the way, as a typical method of displaying a three-dimensional image by the polarization method, there was a method that can observe the three-dimensional image by attaching a retardation film to the liquid crystal display device, according to this method the viewer wearing a polarized glasses In this state, the 3D image is observed. However, when the retardation film is attached to the image display device, the angle of view becomes smaller, and thus, many viewers cannot observe the 3D image, and also an individual (individual viewer) can observe the 3D image. Due to this narrowing, the range of movement is limited, and therefore, individual viewers have to observe a 3D image at a fixed position.

따라서, 3차원 영상의 시야각을 넓히기 위한 다양한 연구가 시도되고 있으나, 이에 대한 효과적인 해결책은 아직 제시된 바가 없다.
Therefore, various studies have been attempted to widen the viewing angle of a 3D image, but no effective solution has been proposed.

본 발명은 시야각, 바람직하게는 3차원 영상의 상하 및/또는 좌우 시야각이 확장된 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an image display device in which a viewing angle, preferably an upper and lower and / or left and right viewing angle of a three-dimensional image is expanded.

또한, 본 발명은 2차원 영상의 시야각도 감소되지 않는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is also an object of the present invention to provide an image display device in which the viewing angle of a two-dimensional image is not reduced.

1. 상부 편광판에 포함된 위상차 필름에 입사되는 광 중에서 그 입사각(θ)이 하기 수학식 1을 만족하는 것이 총 광량의 50% 이상인 화상 표시 장치:1. An image display apparatus in which the incident angle [theta] satisfies the following expression 1 among the light incident on the retardation film included in the upper polarizer: 50% or more of the total amount of light:

Figure pat00001
Figure pat00001

(식 중, d는 상기 위상차 필름에서 컬러필터층까지의 거리이고, t는 블랙 매트릭스의 폭임).(Wherein d is the distance from the retardation film to the color filter layer and t is the width of the black matrix).

2. 위 1에 있어서, 입사각(θ)은 0°내지 20°인 화상 표시 장치.2. In the above 1, the incident angle (θ) is 0 ° to 20 ° image display device.

3. 위 1에 있어서, 수학식 1을 만족하는 광은 총 광량의 70% 이상인 화상 표시 장치.3. In the above 1, wherein the light that satisfies the equation (1) is 70% or more of the total amount of light.

4. 위 1에 있어서, 위상차 필름에 입사되는 광은 집광수단을 통과하여 집광된 광인 화상 표시 장치.4. In the above 1, wherein the light incident on the retardation film is the light collected through the light collecting means.

5. 위 4에 있어서, 집광수단은 프리즘 시트 및 마이크로렌즈 어레이 시트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 화상 표시 장치.5. The image display apparatus according to the above 4, wherein the light collecting means is at least one selected from the group consisting of a prism sheet and a microlens array sheet.

6. 위 5에 있어서, 집광 수단의 패턴은 상기 패턴의 끝부분을 통과한 빛이 컬러필터의 화소(픽셀) 패턴의 대응되는 끝부분에 도달하도록 하는 패턴 폭을 갖는 화상 표시 장치.6. The image display apparatus according to the above 5, wherein the pattern of the light collecting means has a pattern width such that light passing through the end of the pattern reaches a corresponding end of the pixel (pixel) pattern of the color filter.

7. 위 6에 있어서, 상기 화소는 서브픽셀인 화상 표시 장치.7. The image display device of above 6, wherein the pixel is a subpixel.

8. 위 1에 있어서, 위상차필름은 둘 이상의 영역으로 구분되어 상기 서로 다른 영역은 각각 서로 다른 위상차값 또는 서로 다른 방향의 광학축을 가지는 패턴을 포함하는 필름인 화상 표시 장치.8. The image display apparatus according to the above 1, wherein the retardation film is divided into two or more regions so that the different regions each include a film having patterns having different phase shift values or optical axes in different directions.

9. 위 1에 있어서, 상부 편광판의 상부 투명기판이 접하는 면의 반대쪽 면에 둘 이상의 영역으로 구분되어 상기 영역들은 각각 서로 다른 위상차값 또는 서로 다른 방향의 광학축을 가지는 패턴을 포함하는 화상 표시 장치.9. The image display device according to 1 above, wherein the upper transparent substrate of the upper polarizer is divided into two or more regions on the opposite side of the contact surface, and the regions each include a pattern having different phase difference values or optical axes in different directions.

10. 위 8 또는 9에 있어서, 패턴의 폭은 패턴층의 두께 대비 200배 내지 1000배인 화상 표시 장치.10. In the above 8 or 9, the width of the pattern is 200 times to 1000 times the thickness of the pattern layer image display apparatus.

11. 위 8 또는 9에 있어서, 패턴의 폭은 패턴층의 두께 대비 300배 내지 700배인 화상 표시 장치.11. In the above 8 or 9, the width of the pattern is 300 to 700 times the thickness of the pattern layer of the image display device.

12. 위 1에 있어서, 위상차 필름의 컬러필터층 방향의 반대쪽 면에 광산란 수단을 구비한 화상 표시 장치.12. The image display apparatus according to the above 1, provided with light scattering means on the opposite side of the color filter layer direction of the retardation film.

13. 위 12에 있어서, 광산란 수단은 그 단면 모양이 원의 일부인 패턴인 화상 표시 장치.
13. The image display apparatus according to the above 12, wherein the light scattering means is a pattern whose cross-sectional shape is part of a circle.

본 발명의 액정 표시 장치는 누화(crosstalk) 현상이 거의 발생하지 않으므로 3차원 액정 표시 장치에 있어 상하 및/또는 좌우 시야각을 확대할 수 있다.Since a crosstalk phenomenon hardly occurs in the liquid crystal display of the present invention, the vertical and / or left and right viewing angles of the 3D liquid crystal display may be enlarged.

본 발명의 액정 표시 장치는 2차원 액정 표시 장치에 적용되어도 시야각의 감소는 발생하지 않는다.Even if the liquid crystal display device of the present invention is applied to a two-dimensional liquid crystal display device, the reduction of the viewing angle does not occur.

본 발명의 액정 표시 장치는 종래의 3차원 액정 표시 장치와 같이 광원 자체의 전원을 on/off 해야할 필요가 없으므로, 높은 휘도를 갖도록 할 수 있다.
Since the liquid crystal display of the present invention does not need to turn on / off the power of the light source itself as in the conventional three-dimensional liquid crystal display, it is possible to have a high luminance.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치에서 위상차 필름에 입사하는 광의 입사광의 조건을 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing the condition of incident light of light incident on the retardation film in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 집광된 광이 컬러필터층을 통과하고 산란되는 각도(θ)가 수학식 1을 만족함으로써, 누화(crosstalk) 현상이 거의 발생하지 않으므로 3차원 액정 표시 장치에 있어 상하 시야각을 확대할 수 있으며, 높은 휘도를 가질 수 있다.
According to the present invention, since the converged light passes through the color filter layer and the scattered angle θ satisfies Equation 1, the crosstalk phenomenon hardly occurs, and thus the vertical viewing angle of the 3D liquid crystal display can be increased. , It can have high luminance.

본 발명의 화상 표시 장치는 현재 알려진 다양한 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 예를 들면, LCD, OLED, 플렉서블 표시 장치 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는, 본 발명이 적용가능한 화상 표시 장치 중 LCD(액정 표시 장치)를 일 실시예로서 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. The image display apparatus of the present invention can be applied to various image display apparatuses currently known. For example, LCDs, OLEDs, flexible displays, and the like, but are not limited thereto. Hereinafter, an LCD (liquid crystal display device) of the image display device to which the present invention is applicable will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 1 schematically shows an embodiment of a liquid crystal display according to the present invention.

백라이트 유닛(70)에서 출사된 광은 하부 편광판(80) 및 하부 투명기판(90)을 통과한 후, 액정셀(100)을 지나게 된다. 액정셀(100)을 통과한 광은 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀이 블랙 매트릭스(111)로 구분된 컬러필터층(110)을 지나고, 상부 투명기판(120)과 상부 편광판(130)을 차례로 통과한 후, 패턴화된 위상차 필름(140)에 도달하게 된다.The light emitted from the backlight unit 70 passes through the lower polarizer 80 and the lower transparent substrate 90 and then passes through the liquid crystal cell 100. The light passing through the liquid crystal cell 100 passes through the color filter layer 110 in which the red, green, and blue subpixels are divided into the black matrix 111, and passes through the upper transparent substrate 120 and the upper polarizer 130 in order. After that, the patterned retardation film 140 is reached.

본 발명의 백라이트 유닛(70)은 당분야의 통상적인 백라이트 유닛을 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 광원과 도광판을 포함한다.The backlight unit 70 of the present invention can use a conventional backlight unit in the art without particular limitation, and includes, for example, a light source and a light guide plate.

광원에서 출사된 광은 도광판의 측면 또는 정면으로 입사된다. 광원은 측면의 옆 쪽에 위치할 수도 있고 다른 곳에 위치할 수도 있다. 광원이 도광판의 측면에 대향하여 위치하는 엣지형 백라이트 유닛이 바람직하나, 별도의 반사 수단이 도광판에 적절히 광을 입사시킬 수 있다면 광원이 다른 곳에 위치하여도 무방하다. 광원은 예컨대 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 열음극관, 냉음극관 등을 제한 없이 사용할 수 있다.Light emitted from the light source is incident on the side or the front of the light guide plate. The light source may be located on the side of the side or may be located elsewhere. An edge type backlight unit in which the light source is positioned opposite to the side of the light guide plate is preferable, but the light source may be located elsewhere as long as a separate reflecting means can properly inject light into the light guide plate. The light source can be used without limitation, for example, a light emitting diode (LED), an organic light emitting diode (OLED), a hot cathode tube, a cold cathode tube, and the like.

본 발명의 도광판의 베이스 수지는 본 기술분야에서 사용되는 재료라면 모두 사용될 수 있다. 예컨대 아크릴계 수지, 스티렌-아크릴계 공중합 수지, 스티렌계 수지, 스티렌-아크릴로니트릴계 수지 및 폴리카보네이트 수지 중 선택되는 1종 이상의 수지를 베이스 수지로 이용할 수 있다. 도광판은 베이스 수지 외에 자외선 흡수제, 블루잉제, 산화방지제, 이형제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The base resin of the light guide plate of the present invention may be used as long as the material used in the art. For example, at least one resin selected from acrylic resin, styrene-acrylic copolymer resin, styrene resin, styrene-acrylonitrile resin and polycarbonate resin can be used as the base resin. The light guide plate may further include at least one of a ultraviolet absorber, a bluing agent, an antioxidant, and a release agent in addition to the base resin.

본 발명의 도광판은 통상적인 도광판과 마찬가지로, 하면과 상면 중 어느 한 곳에 기능성층을 추가로 포함할 수 있다. 기능성층의 베이스 수지는 기재층인 도광판의 베이스 수지로 예시한 수지를 사용할 수 있으며, 도광판의 베이스 수지와 같은 것을 사용할 수도 있으나, 다른 것을 사용할 수도 있다. 이와 같은 기능성층 내부에는 자외선 흡수제, 열안정제, 산화방지제, 대전방지제, 형광증백제, 이형제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The light guide plate of the present invention may further include a functional layer on any one of a lower surface and an upper surface, similar to a conventional light guide plate. As the base resin of the functional layer, a resin exemplified as the base resin of the light guide plate, which is a base material layer, may be used. The same resin as the base resin of the light guide plate may be used, but another one may be used. The functional layer may further include at least one of a UV absorber, a heat stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, a fluorescent brightener, and a release agent.

도광판의 제조방법은 특별히 제한되지 않으며, 압출 성형, 진공 성형, 열 프레스 성형, 압출 성형, 필름 적층법, 용제 접착법, 표면 코팅법, 자외선 경화법, 열 경화법 등 다양한 방법을 사용할 수 있다. 다만, 이 중 제조상 용이성을 고려하면 압출성형 내지 자외선 경화법이 바람직하며, 제작 비용 및 생산성을 고려하면 압출 성형이 바람직하다.There is no particular limitation on the method of producing the light guide plate, and various methods such as extrusion molding, vacuum molding, hot press molding, extrusion molding, film lamination, solvent adhesion, surface coating, ultraviolet curing, and thermosetting can be used. However, extrusion molding or ultraviolet curing is preferable from the standpoint of manufacturing easiness, and extrusion molding is preferable considering production cost and productivity.

도광판의 하면에는 반사 시트가 추가로 구비될 수 있다. 반사 시트는 도광판의 하부로 출사되는 광을 반사시켜 도광판 내부로 재입사시키기 위한 것으로서, 본 기술분야에서 사용되는 일반적인 반사 시트가 제한 없이 사용될 수 있다.The lower surface of the light guide plate may be further provided with a reflective sheet. The reflective sheet is for reflecting light exiting the lower portion of the light guide plate and re-incident into the light guide plate, and a general reflective sheet used in the art may be used without limitation.

한편, 도광판의 상면에는 필요에 따라 확산 시트, 마이크로 렌즈 시트, 프리즘 시트, 휘도향상(DBEF) 시트, 보호 시트 등이 더 포함될 수 있다.Meanwhile, the upper surface of the light guide plate may further include a diffusion sheet, a micro lens sheet, a prism sheet, a brightness enhancement (DBEF) sheet, a protective sheet, and the like, as necessary.

하부 편광판(80)은 당분야에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예컨대 편광판은 편광자와 이 편광자의 적어도 한면에 적층되는 편광자 보호 필름을 포함할 수 있다. 편광자로는 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 이색성 염료가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다. 편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐과, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체등을 사용할 수 있다. 여기서 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 사용할 수 있다. 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 사용되는 통상적인 두께로 제조할 수 있다.The lower polarizer 80 may be used in the art without particular limitation. For example, the polarizer may include a polarizer and a polarizer protective film laminated on at least one side of the polarizer. As a polarizer, the thing by which the dichroic dye was adsorption-oriented to the film which consists of polyvinyl alcohol-type resin can be used. As a polyvinyl alcohol-type resin which comprises a polarizer, the copolymer of polyvinyl acetate which is a homopolymer of vinyl acetate, and vinyl acetate and the other monomer copolymerizable with this can be used. As the other monomer copolymerizable with vinyl acetate, unsaturated carboxylic acids, unsaturated sulfonic acids, olefins, vinyl ethers and acrylamides having an ammonium group may be used. The thickness of the polarizer is not particularly limited and may be prepared in the conventional thickness used in the art.

편광자 보호 필름은 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하며, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름 등을 사용할 수 있으며, 이들의 두께 또한 특별히 제한되지 않는다.It is preferable that a polarizer protective film is excellent in transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture shielding property, isotropy, etc., For example, Polyester-based films, such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polybutylene terephthalate; Cellulose films such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose; Polycarbonate film; Acrylic films such as polymethyl (meth) acrylate and polyethyl (meth) acrylate; Styrene-based films such as polystyrene acrylonitrile-styrene copolymer; Polyolefin-based films such as polyethylene, polypropylene, cyclo-based or norbornene-based polyolefin-based films, and ethylene propylene copolymers; Polyimide-based films; Polyether sulfone-based film; A sulfone film etc. can be used, The thickness of these is also not specifically limited.

예를 들어, 하부 편광판(80)의 두께는 150 내지 250㎛인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the thickness of the lower polarizer 80 is preferably 150 to 250 μm, but is not limited thereto.

하부 투명기판(90)은 당분야에서 사용되는 것을 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 유리 또는 투명성 고분자 필름이 사용될 수 있다.The lower transparent substrate 90 may be used without particular limitation as used in the art, for example, glass or a transparent polymer film may be used.

하부 투명기판(90)의 두께는 100 내지 700㎛인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the lower transparent substrate 90 is 100 to 700 µm.

액정셀(100)은 마주 보는 배향막 사이에 액정 분자를 주입한 것으로서 그 간격은 스페이서로 유지한다. 액정셀(100)은 전기 회로와 연결되어 있고 전기적 신호를 이용하여 액정의 정렬 방향을 조정함으로써 광의 투과를 제어한다. The liquid crystal cell 100 is a liquid crystal molecule is injected between the alignment layer facing each other, the interval is maintained as a spacer. The liquid crystal cell 100 is connected to an electric circuit and controls the transmission of light by adjusting the alignment direction of the liquid crystal using an electrical signal.

배향막은 표면에 선 모양의 미세한 홈(groove)을 만들어 액정분자들의 장축(longitudinal axis)이 홈과 평행한 방향으로 정렬하게 한다. 배향막 사이에 스페이서를 집어넣고 접착제로 밀봉한다. 스페이서는 두 기판 사이의 간격이 일정하게 유지한다. 진공에서 약간의 봉합하지 않은 부분을 두어서 여기를 통해 액정 물질을 주입한다. 배향막의 외부에는 ITO와 같은 전극이 형성되어 전기적 신호를 전달하도록 한다.The alignment layer makes fine grooves of a linear shape on the surface so that the longitudinal axis of the liquid crystal molecules is aligned in a direction parallel to the grooves. The spacer is sandwiched between the alignment films and sealed with an adhesive. The spacers maintain a constant gap between the two substrates. Leave some unsealed portion in vacuum and inject liquid crystal material through it. An electrode such as ITO is formed outside the alignment layer to transmit an electrical signal.

액정 표시 장치의 광원에서 출사되는 광은 컬러 필터층(110)을 통과하여 색(color)을 표시하게 된다. 컬러 필터층(110)은 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀 부분과 상기 서브 픽셀들을 구분하는 블랙 매트릭스(111)로 구성된다. 즉, 액정 표시 장치는 편광된 광이 정해진 화소(픽셀) 부분을 통과하여 색을 표시하게 된다. 따라서, 시청자가 인지하는 화상은 광이 컬러필터층(110)을 통과함으로써 비로소 형성되는 것이다. Light emitted from the light source of the liquid crystal display passes through the color filter layer 110 to display color. The color filter layer 110 includes a subpixel portion of red, green, and blue and a black matrix 111 that distinguishes the subpixels. That is, the liquid crystal display displays color by passing polarized light through a predetermined pixel (pixel) portion. Therefore, the image perceived by the viewer is formed by the light passing through the color filter layer 110.

그런데, 컬러필터층(110)에 입사하는 광은 다양한 입사각을 갖는데, 문제는 입사각이 큰 광들은 출사각도 크게 되어 상부 투명기판(120) 및 상부 편광판(130)을 통과하여 위상차 필름(140)에 입사하는 입사각 역시 큰 값을 갖게 되므로, 누화(crosstalk) 현상의 원인이 된다. 누화 현상은 특히 3차원 영상을 시청자가 인식하는데 장애를 일으키게 된다. 전술한 바와 같이 3차원 영상 표시는 좌우 양안에 각각 서로 다른 영상을 투사하여 구현되는데, 누화 현상에 따라 좌안과 우안에 투사될 영상을 겹치게 되면 시청자 입장에서는 3차원 영상으로 인식하지 못하게 되는 문제점이 발생하게 된다.However, light incident on the color filter layer 110 has various incidence angles. The problem is that light having a large incidence angle also has a large exit angle and passes through the upper transparent substrate 120 and the upper polarizing plate 130 to enter the phase difference film 140. Since the incident angle also has a large value, it causes crosstalk. The crosstalk phenomenon causes the viewer to perceive the 3D image in particular. As described above, the three-dimensional image display is implemented by projecting different images on both the left and right eyes, and when the images to be projected on the left and right eyes are overlapped due to crosstalk, viewers cannot recognize the three-dimensional image as a three-dimensional image. Done.

이에 본 발명은, 도 2에 개략적으로 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치의 컬러필터층(110)과 같은 화소에서 출사된 광으로서, 상부 편광판(130)에 포함된 위상차 필름(140)에 입사되는 광 중에서 그 입사각(θ)이 하기 수학식 1을 만족하는 것이 총 광량의 50% 이상이 되도록 하여 상기와 같은 문제점을 해결한다.Accordingly, the present invention, as schematically shown in Figure 2, the light emitted from the pixel, such as the color filter layer 110 of the liquid crystal display device, the light incident on the retardation film 140 included in the upper polarizing plate 130 Among the above problems, the incident angle θ satisfies Equation 1 to be 50% or more of the total amount of light.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

(식 중, d는 상기 위상차 필름에서 컬러필터층까지의 거리이고, t는 블랙 매트릭스의 폭임).(Wherein d is the distance from the retardation film to the color filter layer and t is the width of the black matrix).

본 발명에 따라 수학식 1에 의해서 정의되는 입사각(θ)은 컬러필터층(110)과 위상차 필름(140) 간의 거리(d)와 블랙 매트릭스의 폭(t)에 의해 결정되므로 액정 표시 장치의 구체적인 조건에 따라 다양한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치의 화면 크기 등에 따라 d, t 값이 달라질 수 있으므로 그에 따라 상기 입사각(θ)을 조절할 수 있다. 구체적인 예를 들면 상기 입사각은 20°이하, 바람직하게는 10°이하일 수 있으나, 이는 단순한 예시일 뿐 본 발명에 따른 입사각이 이에 한정되는 것은 아니다.According to the present invention, the angle of incidence θ defined by Equation 1 is determined by the distance d between the color filter layer 110 and the retardation film 140 and the width t of the black matrix. It can have various values. For example, since the d and t values may vary according to the screen size of the liquid crystal display, the incident angle θ may be adjusted accordingly. For example, the angle of incidence may be 20 ° or less, preferably 10 ° or less, but this is merely an example and the angle of incidence according to the present invention is not limited thereto.

또한, 본 발명의 화상 표시 장치는 입사각이 수학식 1을 만족시키는 광의 광량이 총 광량 대비 50% 이상인 것을 특징으로 한다. 종래 화상 표시 장치에서도 위상차 필름에 입사되는 입사각이 수학식 1을 만족시키는 광이 존재할 수는 있으나, 그러한 광이 총 광량 대비 일부에 불과하므로 누화현상이 발생하는 원인이 된다. 본 발명은 수학식 1을 만족시키는 광의 광량이 총 광량 대비 50% 이상이 되는 것이 특징이다. 바람직하게는 70% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상일 수 있다.In addition, the image display device of the present invention is characterized in that the amount of light whose incidence angle satisfies Equation 1 is 50% or more relative to the total amount of light. In the conventional image display apparatus, although light having an incidence angle incident on the retardation film satisfying Equation 1 may exist, such light is only a part of the total amount of light, which causes crosstalk. The present invention is characterized in that the amount of light satisfying Equation 1 becomes 50% or more relative to the total amount of light. Preferably at least 70%, more preferably at least 80%.

수학식 1을 만족시키는 광의 광량이 총 광량 대비 50% 이상이 되게 하기 위한 다양한 방법을 채택할 수 있다. 광이 위상차 필름(140)에 도달하기 전에 집광수단을 통과하게 함으로써 입사각을 조절하거나, 블랙 매트릭스(111)의 높이를 조절하거나, 집광 렌즈시트 또는 프리즘시트를 사용한 백라이트를 이용하여, 이를 구현할 수 있다.Various methods may be adopted to allow the amount of light satisfying Equation 1 to be 50% or more relative to the total amount of light. The light may pass through the light collecting means before reaching the retardation film 140 to adjust the angle of incidence, adjust the height of the black matrix 111, or use a backlight using a light collecting lens sheet or a prism sheet. .

집광수단을 사용하는 경우를 예로 들면, 집광수단을 이용하여 위상차 필름(140)에 다양한 입사각을 가지고 입사하는 광을 집광함으로써 상기 수학식 1의 조건을 만족시키는 광의 광량을 총 광량 대비 50% 이상으로 할 수 있다. 본 발명에 따른 집광수단은 광이 위상차 필름(140)에 도달하기 전에 통과하기만 한다면 그 구체적인 위치는 제한되지 않는다. For example, when the light collecting means is used, the light quantity satisfying the condition of Equation 1 is condensed by 50% or more of the total light quantity by condensing light incident on the retardation film 140 with various incident angles using the light collecting means. can do. The condensing means according to the present invention is not limited as long as light passes only before reaching the retardation film 140.

예를 들어, 백라이트 유닛(70)의 도광판과 하부 편광판(80) 사이, 하부 편광판(80)과 하부 투명기판(90) 사이, 하부 투명기판(100)과 액정셀(110) 사이, 액정셀(100)과 컬러필터층(110) 사이, 컬러필터층(110)과 상부 투명기판(120) 사이, 상부 투명기판(110)과 상부 편광판(130) 중 적어도 하나의 지점에 구비될 수 있다. For example, between the light guide plate and the lower polarizing plate 80 of the backlight unit 70, between the lower polarizing plate 80 and the lower transparent substrate 90, between the lower transparent substrate 100 and the liquid crystal cell 110, and the liquid crystal cell ( 100 and the color filter layer 110, between the color filter layer 110 and the upper transparent substrate 120, may be provided at at least one point of the upper transparent substrate 110 and the upper polarizing plate 130.

본 발명에 있어서, 상기 집광수단의 구체적인 예로는 프리즘 시트, 마이크로렌즈 어레이 시트 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.In the present invention, as a specific example of the light collecting means, a prism sheet, a microlens array sheet, and the like may be used alone or in combination of two or more thereof.

집광수단이 상기 예로든 프리즘 시트, 마이크로렌즈 어레이 시트 등의 일정한 패턴을 갖는 필름의 형태인 경우에는, 집광효과 및 위상차 효과의 극대화와 휘도를 높이기 위해 패턴의 폭은 컬러필터층(110)에서 정의되는 개별적인 화소의 폭에 대응될 수 있다. When the light collecting means is in the form of a film having a predetermined pattern such as the prism sheet, the microlens array sheet, and the like, the width of the pattern is defined in the color filter layer 110 in order to maximize the light condensing effect and the retardation effect and increase the brightness. It may correspond to the width of an individual pixel.

보다 구체적으로, 집광수단의 패턴은 상기 패턴의 끝부분을 통과한 빛이 컬러필터의 화소(픽셀) 패턴의 대응되는 끝부분에 도달하도록 하는 패턴 폭을 갖는다. 패턴 폭의 구체적인 값은 구현되는 화면의 크기 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다. More specifically, the pattern of the light collecting means has a pattern width such that light passing through the end of the pattern reaches a corresponding end of the pixel (pixel) pattern of the color filter. The specific value of the pattern width may be variously set according to the size of the screen to be implemented.

왜냐하면, 화상 표시 장치의 화면에서 출사된 모든 광이 눈에 모이게 되는데, 눈의 면적에 비해 화면은 대단히 넓으므로, 집광수단의 패턴의 폭을 화소의 폭과 전부 동일하게 하면 화면의 말단에서는 눈과 집광수단의 어느 한 패턴의 끝부분을 잇는 가상의 직선 상에 화소 패턴의 끝부분이 위치하지 않게 되는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.Because all the light emitted from the screen of the image display device is collected in the eye, the screen is very wide compared to the area of the eye, so if the width of the pattern of the condensing means is equal to the width of the pixel, the eye and This is because the end of the pixel pattern may not be positioned on an imaginary straight line connecting the end of any one pattern of the light collecting means.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 집광수단의 패턴의 폭은 서브 픽셀의 폭에 대응될 수도 있다.In another aspect of the present invention, the width of the pattern of the light collecting means may correspond to the width of the subpixel.

본 발명에 다른 상부 투명기판(120) 및 상부 편광판(130)은 전술한 하부 투명기판(90) 및 하부 편광판(80)과 동일한 재료를 사용하여 동일한 범위의 두께로 동일한 구조를 갖도록 제조될 수 있다. The upper transparent substrate 120 and the upper polarizing plate 130 according to the present invention may be manufactured to have the same structure in the same range of thickness using the same material as the lower transparent substrate 90 and the lower polarizing plate 80 described above. .

다만 본 발명의 일 측면에 있어서, 상부 편광판(130)의 상부 투명기판(120)이 접하는 반대쪽 측면에 둘 이상의 영역으로 구분되어 서로 다른 위상차값 또는 서로 다른 방향의 광학축을 가지는 패턴을 구비할 수 있다. 이러한 패턴은 패턴층의 두께 대비 200배 내지 1000배의 폭을 가질 수 있으며, 바람직하게는 300배 내지 700배의 폭을 가질 수 있다.However, in one aspect of the present invention, the upper transparent substrate 120 of the upper polarizing plate 130 is divided into two or more regions on the opposite side in contact with each other may have a pattern having different phase difference values or optical axes in different directions. . Such a pattern may have a width of 200 times to 1000 times the thickness of the pattern layer, and preferably may have a width of 300 times to 700 times.

또한 본 발명의 다른 측면에 있어서, 상부 편광판(130)은 하부 편광판(80)과 동일한 구조를 가지며 추가로 그 일 측면에 위상차 필름(140)을 더 포함하거나, 일측면의 보호필름 대신에 위상차 필름(140)을 사용하여 위상차 필름(140)이 보호필름의 기능까지 담당하도록 할 수도 있다.In addition, in another aspect of the present invention, the upper polarizing plate 130 has the same structure as the lower polarizing plate 80 and further includes a retardation film 140 on one side thereof, or instead of a protective film of one side retardation film Using the 140 may be such that the retardation film 140 is responsible for the function of the protective film.

본 발명에 따른 위상차 필름(140)은 바람직하게는 패턴화된 위상차 필름일 수도 있으며, 상기 패턴은 둘 이상의 영역으로 구분되어 이 서로 다른 영역은 각각 서로 다른 위상차값 또는 서로 다른 방향의 광학축을 가지는 패턴일 수 있다. 위상차 필름(140)이 패턴을 갖는 경우에는 패턴의 폭이 필름의 두께 대비 200 배 내지 1000배, 바람직하게는 300배 내지 700배인 것이 위상차 필름(140)에 광이 입사하는 위치의 패턴과 출사하는 패턴 위치가 서로 다르더라도 그 영향을 실질적으로 무시할 수 있는 측면에서 바람직하다. 이러한 측면에서, 위상차 필름(140)의 두께는 0.1 내지 10㎛인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The retardation film 140 according to the present invention may preferably be a patterned retardation film, wherein the pattern is divided into two or more regions so that different regions each have a different phase difference value or an optical axis in different directions. Can be. When the retardation film 140 has a pattern, the width of the pattern is 200 times to 1000 times, preferably 300 times to 700 times the thickness of the film, which is emitted from the pattern of the position where light is incident on the retardation film 140. Even if the pattern positions are different from each other, the effect is preferable in that the influence can be substantially ignored. In this aspect, the thickness of the retardation film 140 is preferably 0.1 to 10㎛, but is not limited thereto.

위상차 필름(140)은 당분야에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 광경화성 액정 조성물을 경화시켜 얻을 수 있다. The retardation film 140 may be used without particular limitation as used in the art. For example, it can obtain by hardening | curing a photocurable liquid crystal composition.

본 발명에 있어서, 위상차 필름(140)의 컬러필터층(110) 방향의 반대쪽 면에 광산란 수단을 더 구비할 수 있다. 이에 따라, 컬러필터층(110)을 통과한 광이 위상차 필름(140)도 통과한 뒤 광산란 수단을 통과할 수 있다. 이러한 광산란 수단을 구비함으로써 출사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다. 광산란 수단은 그 단면 모양이 원의 일부인 패턴이 바람직하며, 예컨대 반원형, 반타원형 등의 렌즈 형상(렌티큘러 형상)을 이룰 수 있다.
In the present invention, light scattering means may be further provided on the surface opposite to the color filter layer 110 in the retardation film 140. Accordingly, the light passing through the color filter layer 110 may pass through the light scattering means after the retardation film 140 also passes. By providing such light scattering means, the uniformity of the light emitted can be improved. The light scattering means preferably has a pattern whose cross-sectional shape is part of a circle, and can form a lens shape (lenticular shape) such as a semi-circular shape or a semi-elliptic shape.

70: 백라이트 유닛 80: 하부 편광판
90: 하부 투명기판 100: 액정셀
110: 컬러필터층 111: 블랙 매트릭스
120: 상부 투명기판 130: 상부 편광판
140: 위상차 필름70: backlight unit 80: lower polarizer
90: lower transparent substrate 100: liquid crystal cell
110: color filter layer 111: black matrix
120: upper transparent substrate 130: upper polarizing plate
140: retardation film

Claims (13)

상부 편광판에 포함된 위상차 필름에 입사되는 광 중에서 그 입사각(θ)이 하기 수학식 1을 만족하는 것이 총 광량의 50% 이상인 화상 표시 장치:
[수학식 1]
Figure pat00003

(식 중, d는 상기 위상차 필름에서 컬러필터층까지의 거리이고, t는 블랙 매트릭스의 폭임).
An image display apparatus in which the incident angle θ of the light incident on the retardation film included in the upper polarizer satisfies Equation 1 below 50% of the total amount of light:
[Equation 1]
Figure pat00003

(Wherein d is the distance from the retardation film to the color filter layer and t is the width of the black matrix).
청구항 1에 있어서, 입사각(θ)은 0°내지 20°인 화상 표시 장치.
The image display device according to claim 1, wherein the incident angle θ is 0 ° to 20 °.
청구항 1에 있어서, 수학식 1을 만족하는 광은 총 광량의 70% 이상인 화상 표시 장치.
The image display device according to claim 1, wherein the light that satisfies Equation 1 is 70% or more of the total light amount.
청구항 1에 있어서, 위상차 필름에 입사되는 광은 집광수단을 통과하여 집광된 광인 화상 표시 장치.
The image display device according to claim 1, wherein the light incident on the retardation film is light collected through the light collecting means.
청구항 4에 있어서, 집광수단은 프리즘 시트 및 마이크로렌즈 어레이 시트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 화상 표시 장치.
The image display apparatus according to claim 4, wherein the light collecting means is at least one selected from the group consisting of a prism sheet and a microlens array sheet.
청구항 5에 있어서, 집광 수단의 패턴은 상기 패턴의 끝부분을 통과한 빛이 컬러필터의 화소(픽셀) 패턴의 대응되는 끝부분에 도달하도록 하는 패턴 폭을 갖는 화상 표시 장치.
The image display device according to claim 5, wherein the pattern of the light collecting means has a pattern width such that light passing through the end of the pattern reaches a corresponding end of the pixel (pixel) pattern of the color filter.
청구항 6에 있어서, 상기 화소는 서브픽셀인 화상 표시 장치.
The image display device of claim 6, wherein the pixel is a subpixel.
청구항 1에 있어서, 위상차필름은 둘 이상의 영역으로 구분되어 상기 서로 다른 영역은 각각 서로 다른 위상차값 또는 서로 다른 방향의 광학축을 가지는 패턴을 포함하는 필름인 화상 표시 장치.
The image display apparatus of claim 1, wherein the retardation film is divided into two or more regions so that the different regions each include a film having patterns having different retardation values or optical axes in different directions.
청구항 1에 있어서, 상부 편광판의 상부 투명기판이 접하는 면의 반대쪽 면에 둘 이상의 영역으로 구분되어 상기 영역들은 각각 서로 다른 위상차값 또는 서로 다른 방향의 광학축을 가지는 패턴을 포함하는 화상 표시 장치.
The image display apparatus of claim 1, wherein two or more regions are divided into two or more regions on opposite sides of the upper transparent substrate to which the upper transparent substrate is in contact, and the regions each include a pattern having different phase shift values or optical axes in different directions.
청구항 8 또는 9에 있어서, 패턴의 폭은 패턴층의 두께 대비 200배 내지 1000배인 화상 표시 장치.
The image display device according to claim 8 or 9, wherein the width of the pattern is 200 to 1000 times the thickness of the pattern layer.
청구항 8 또는 9에 있어서, 패턴의 폭은 패턴층의 두께 대비 300배 내지 700배인 화상 표시 장치.
The image display device according to claim 8 or 9, wherein the width of the pattern is 300 times to 700 times the thickness of the pattern layer.
청구항 1에 있어서, 위상차 필름의 컬러필터층 방향의 반대쪽 면에 광산란 수단을 구비한 화상 표시 장치.
The image display device according to claim 1, wherein light scattering means is provided on the surface opposite to the color filter layer direction of the retardation film.
청구항 12에 있어서, 광산란 수단은 그 단면 모양이 원의 일부인 패턴인 화상 표시 장치.
The image display apparatus according to claim 12, wherein the light scattering means is a pattern whose cross-sectional shape is part of a circle.
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