JP2007041583A - 偏光補償フィルム、偏光プリズムフィルムの製造方法、表示パネルアセンブリ、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度を向上させることができる偏光補償フィルムを有する表示パネルアセンブリを提供する。
【解決手段】画像を表示する表示パネル、表示パネルの上部に配置された第１偏光板、表示パネルの下部に配置された第２偏光板、及び第１偏光板の上部に配置された偏光補償フィルムを含み、偏光補償フィルムは、上部から入射される自然光線ＮＷを第１偏光の常光線ＯＷと当該常光線ＯＷの進行方向に対して所定角度傾いた方向に進行する第２偏光の異常光線ＥＷとに分離させる偏光プリズムフィルム２００、及び偏光プリズムフィルム２００からの異常光線ＥＷの第２偏光を第１偏光に変更させる位相差フィルム３００を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、偏光補償フィルム、偏光プリズムフィルムの製造方法、表示パネルアセンブリ、及び表示装置に係り、より詳細には、光の利用効率を向上させることができる偏光補償フィルム、偏光プリズムフィルムの製造方法、表示パネルアセンブリ、及び表示装置に関する。

一般に、移動通信端末機、デジタルカメラ、及び電子手帳などの携帯情報機器には、画像を表示するための表示装置が具備される。表示装置としては多様な種類が使用されることができるが、携帯情報機器の特性上、小型で軽い平板形状の表示装置が主に使用され、特に、液晶を利用して画像を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）が広く使用されている。液晶表示装置は、他の表示装置に対して薄くて軽く、低い駆動電圧及び低い消費電力を有するという長所を有する。

液晶表示装置は、バックライトユニットから発生された内部光を利用して画像を表示する透過型液晶表示装置と、太陽光のような外部光を利用して画像を表示する反射型液晶表示装置とに分けられる。

透過型液晶表示装置は、自発的に発生された内部光を利用することにより、暗い室内でも使用できるという長所を有する反面、内部光を発生するのに必要な電力消費が大きく、野外での外部光による反射のために、画質が劣化するという短所を有する。

反射型液晶表示装置は内部光を使用しないので、低い電力消費量を有し、野外で透過型液晶表示装置より優れた画質を具現することができるという長所を有しているが、暗い室内では使用することができないという短所を有する。

従って、近年には高品質の画像情報を室内外どこでも表示することができる半透過型液晶表示装置に関する研究が活発に行われている。

半透過型液晶表示装置は、内部光及び外部光によって画像を表示する液晶表示パネルと、液晶表示パネルに内部光を提供するバックライトユニットとを含む。

液晶表示パネルは画像を表示する複数の単位画素で構成され、各単位画素は、内部光を利用して画像を表示する透過領域と、外部光を利用して画像を表示する反射領域とを含む。

従って、半透過型液晶表示装置は、内部光が透過領域を透過することで画像が表示される透過モードと、外部光が反射領域によって反射されることで画像が表示される反射モードとで作動されることができ、特に、暗い所では透過モードを使用し、明るい所では反射モードを使用する。

一方、液晶表示パネルの上部と下部には偏光板が配置される。偏光板は、特定方向に振動する光を透過させ、残り方向に振動する光を吸収する特性を有する。

従って、半透過型液晶表示装置が反射モードに使用される場合、外部光の一部は偏光板を透過するが、残りの光は偏光板に吸収されるので、外部光の利用効率が劣化され、これによって全体輝度が低下するという問題点が発生する。

従って、本発明はこのような問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、所望する偏光は透過させ、他の偏光は所望する偏光状態に変更させて透過させることにより、光の利用効率を向上させる偏光補償フィルムを提供することである。

又、本発明の他の目的は、前述した偏光補償フィルムを有する表示パネルアセンブリを提供することである。

又、本発明のさらに他の目的は、前述した表示パネルアセンブリを有する表示装置を提供することである。

又、本発明のさらに他の目的は、偏光補償フィルムを構成する偏光プリズムフィルムの製造方法を提供することである。

前述した本発明の一特徴による偏光補償フィルムは、偏光プリズムフィルム及び位相差フィルムを含む。前記偏光プリズムフィルムは、入射される自然光線を第１偏光の常光線（普通光線）と当該常光線の進行方向に対して所定角度傾いた方向に進行する第２偏光の異常光線とに分離させる。前記位相差フィルムは、前記偏光プリズムフィルムからの前記異常光線の前記第２偏光を前記第１偏光に変更させる。

前記偏光プリズムフィルムは、互いに異なる屈折率を有する第１層と第２層とが結合された構造を有する。前記第１層と前記第２層とが接する界面は、プリズム形状を有する。前記常光線は前記界面で直進し、前記異常光線は前記界面で前記常光線と所定角度をなすように屈折される。前記第２層は、複屈折特性を有する第１液晶層で形成される。前記第１層は、透明樹脂層で形成される。

前記位相差フィルムは、複屈折特性を有する第２液晶層を含む。前記第２液晶層に含まれた液晶はｘ−ｚ平面上で、当該ｘ軸と所定角度をなすように位置する。ここで、ｚ軸は前記常光線の進行方向と平行な方向で、ｘ軸は前記常光線の第１偏光の振動方向と平行な方向で、ｙ軸はｘ−ｚ平面と垂直な方向と平行な方向である。又、前記第２液晶層に含まれた液晶は、ｘ−ｚ平面上で、当該ｚ軸に対する傾きが０°から９０°まで連続的に変化するように配列されることができる。

前記位相差フィルムは、複屈折特性を有する少なくとも２層の第２液晶層が積層された構造を有することができる。それぞれの前記第２液晶層に含まれた液晶は、ｘ−ｚ平面上で、当該ｚ軸に対する傾きが０°から９０°まで連続的に変化するように配列される。

本発明の一特徴による偏光プリズムフィルムの製造方法は、プリズム形状を有する透明樹脂層を形成する段階、前記透明樹脂層上に配向膜を形成する段階、前記配向膜をラビングする段階、前記配向膜上に複屈折特性を有する第１液晶層を形成する段階、及び前記第１液晶層を硬化する段階を含む。前記透明樹脂層を形成する段階は、ベースフィルムを準備する段階、及び前記ベースフィルム上にプリズム形状のプリズム層を形成する段階を含む。偏光プリズムフィルムの製造方法は、前記配向膜の形成後、前記配向膜を熱処理する段階を更に含むことができる。前記ラビング段階において、ラビング方向は、前記プリズム形状の長手方向と平行な方向又は垂直な方向に形成される。前記第１液晶層を硬化する段階において、前記第１液晶層は、紫外線露光によって硬化される。

本発明の一特徴による表示パネルアセンブリは、画像を表示する表示パネル、前記表示パネルの上部に配置された第１偏光板、前記表示パネルの下部に配置された第２偏光板、及び前記第１偏光板の上部に配置された偏光補償フィルムを含む。前記偏光補償フィルムは、上部から入射される自然光線を第１偏光の常光線と当該常光線の進行方向に対して所定角度傾いた方向に進行する第２偏光の異常光線とに分離させる偏光プリズムフィルム、及び前記偏光プリズムフィルムからの前記異常光線の前記第２偏光を前記第１偏光に変更させる位相差フィルムを含む。

本発明の一特徴による表示装置は、画像を表示する表示パネル、前記表示パネルの上部に配置された第１偏光板、前記表示パネルの下部に配置された第２偏光板、前記第１偏光板の上部に配置された偏光補償フィルム、及び前記第２偏光板の下部に配置され光を供給するバックライトユニットを含む。前記偏光補償フィルムは、上部から入射される自然光線を前記第１偏光板の光透過軸に対応される第１偏光の常光線と当該常光線の進行方向に対して所定角度傾いた方向に進行する第２偏光の異常光線とに分離させる偏光プリズムフィルム、及び前記偏光プリズムフィルムからの前記異常光線の前記第２偏光を前記第１偏光に変更させる位相差フィルムを含む。この際、前記表示パネルは反射型パネル又は半透過型パネルで構成される。

本発明の他の特徴による表示装置は、画像を表示する表示パネル、前記表示パネルの上部に配置された第１偏光板、前記表示パネルの下部に配置された第２偏光板、前記第２偏光板の下部に配置された偏光補償フィルム、及び前記偏光補償フィルムの下部に配置され光を供給するバックライトユニットを含む。前記偏光補償フィルムは、前記バックライトユニットから入射される自然光線を前記第２偏光板の光透過軸に対応する第１偏光の常光線と当該常光線の進行方向に対して所定角度傾いた方向に進行する第２偏光の異常光線とに分離させる偏光プリズムフィルム、及び前記偏光プリズムフィルムからの前記異常光線の前記第２偏光を前記第１偏光に変更させる位相差フィルムを含む。この際、前記表示パネルは透過型パネルで構成される。

このような本発明の偏光補償フィルム、これを有する表示パネルアセンブリ、及び表示装置によると、所望する偏光はそのまま透過させ、他の偏光は所望する偏光状態に変更して透過させることにより、光の利用効率を向上させ全体輝度を上昇させることができる。

また、本発明の偏光プリズムフィルムの製造方法によれば、偏光補償フィルムを容易に製造することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態をより詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態による偏光補償フィルムを示す断面図で、図２は図１に図示された偏光補償フィルムの機能を説明するための概念図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施の形態による偏光補償フィルム１００は、偏光プリズムフィルム２００及び位相差フィルム３００で構成される。

偏光プリズムフィルム２００は、外部から入射される自然光線ＮＷを第１偏光（状態）の常光線（Ｏｒｄｉｎａｒｙ Ｗａｖｅ：ＯＷ）と第１偏光と垂直な方向に振動する第２偏光（状態）の異常光線（Ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ Ｗａｖｅ：ＥＷ）とに分離させる。この際、偏光プリズムフィルム２００を通過した常光線ＯＷは直進する反面、異常光線ＥＷは常光線ＯＷと所定角度θ１をなすように屈折されて進行する。

位相差フィルム３００は、偏光プリズムフィルム２００の出射面上に配置される。位相差フィルム３００は、偏光プリズムフィルム２００の出射面に一体的に結合された構造を有するか、互いに分離された構造を有することができる。

位相差フィルム３００は、偏光プリズムフィルム２００から入射される第１偏光の常光線ＯＷをそのまま出射させる反面、偏光プリズムフィルム２００から入射される第２偏光の異常光線ＥＷを第１偏光状態に変更して出射させる。

従って、偏光補償フィルム１００に入射される自然光線ＮＷは、偏光補償フィルム１００を通過しながら第１偏光の光に変更される。ここで、偏光補償フィルム１００は、第１偏光を有する常光線ＯＷのみならず、第２偏光を有する異常光線ＥＷまでも第１偏光に変更するので、実質的に偏光補償フィルム１００で透過される第１偏光の光量は殆ど２倍に増加される。

図３は、図１に図示された偏光プリズムフィルムを具体的に示す断面図である。

図３を参照すると、偏光プリズムフィルム２００は、互いに異なる屈折率を有する第１層と第２層とが結合された構造を有する。

第１層は、透明樹脂層２１０で形成される。例えば、第１層は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリカボネート（ＰＣ）物質からなる。第２層は、複屈折特性を有する液晶層（第１液晶層）２２０で形成される。液晶層２２０に含まれた液晶は、長軸の屈折率（ｎｅ）と短軸の屈折率（ｎｏ）とが互いに異なる複屈折特性を有し、液晶層２２０内で一定の方向に配列される。

第１層の透明樹脂層２１０と第２層の液晶層２２０とが接する界面はプリズム形状を有する。具体的に、偏光プリズムフィルム２００の断面上で、透明樹脂層２１０と液晶層２２０とが接する界面は、三角形のプリズム形状が継続的に連結される構造を有する。

液晶層２２０方向から垂直に入射される自然光線ＮＷは、偏光プリズムフィルム２００によって、図３の平面に対して垂直な方向に振動する第１偏光の常光線ＯＷと図３の平面上で振動する第２偏光の異常光線ＥＷとに分離される。

即ち、常光線ＯＷは、第１層である透明樹脂層２１０と第２層である液晶層２２０とが接する界面で直進する反面、異常光線ＥＷは、第１層である透明樹脂層２１０と第２層である液晶層２２０とが接する界面で常光線ＯＷと所定角度θ１をなすように屈折される。

一方、第２層である液晶層２２０に含まれた液晶の配列を異なるようにすることにより、図３の平面上で振動する第２偏光の常光線ＯＷと図３の平面に対して垂直な方向に振動する第１偏光の異常光線ＥＷとに自然光線ＮＷを分離することができる。

図４は、本発明の一実施の形態による偏光プリズムフィルムの製造過程を示す流れ図で、図５乃至図９は、図４に図示された偏光プリズムフィルムの製造過程を説明するための図である。

図４及び図５を参照すると、偏光プリズムフィルム２００の製造のために、上部がプリズム形状を有する透明樹脂層２１０を形成する（Ｓ１０）。透明樹脂層２１０は、例えば、ベースフィルム２１２上にプリズム形状のプリズム層２１４を形成する方法で形成される。

ベースフィルム２１２及びプリズム層２１４は、光の透過のために、透明な物質からなる。例えば、ベースフィルム２１２及びプリズム層２１４は透過性に優れ、柔軟性を有するポリエチレンテレフタレート又はポリカボネート物質で形成される。一方、プリズム層２１４は、アクリル系列又はポリマー系列の物質で形成されることができる。

プリズム層２１４及び透明樹脂層２１０の屈折率は、上部に形成される液晶層（第１液晶層）に含まれた液晶の短軸の屈折率（ｎｏ）と実質的に同じであることが好ましい。

プリズム層２１４の界面で分離される常光線ＯＷと異常光線ＥＷとの分離角度θ１は、液晶の複屈折率とプリズム層２１４に形成されたプリズム形状の傾斜角θ２とによって決定される。即ち、常光線ＯＷと異常光線ＥＷとの分離角度θ１は、液晶の複屈折率が大きいほど大きくなり、プリズム形状の傾斜角θ２が大きいほど大きくなる。

液晶は固有な複屈折率を有するので、常光線ＯＷと異常光線ＥＷとの分離角度θ１を大きくするためには、プリズム形状の傾斜角θ２を大きくすることが好ましい。しかし、プリズム形状の傾斜角θ２が過度に大きくなると、フレネル反射による界面反射が大きくなって、透過率が劣化される。

従って、プリズム形状の傾斜角θ２は、透過率を劣化させることなく、常光線ＯＷと異常光線ＥＷとの分離角度θ１を大きくすることができる正当な角度に形成される。例えば、複屈折率が約０．２０４である液晶を使用する場合、プリズム形状の傾斜角θ２は約６０°〜７０°の範囲を有し、この際、常光線ＯＷと異常光線ＥＷとの分離角度θ１は約９．８°〜１３．５°の範囲を有する。

隣接するプリズム形状の間隔Ｐは、加工性及び後続工程の容易性等を考慮して適当な間隔に形成される。例えば、プリズム形状の間隔Ｐは、約１０μｍ〜約２０μｍである。

図４及び図６を参照すると、透明樹脂層２１０の形成後、透明樹脂層２１０上に配向膜２１６を形成する（Ｓ１１）。配向膜２１６は、例えば、ポリイミド（ＰＩ）物質からなる。

一方、配向膜２１６の塗布後、配向膜２１６を熱処理する工程を追加することができる。熱処理工程は、透明樹脂層２１０の変形が発生しないように約１３０℃以下の温度で行われる。

図４及び図７乃至図９を参照すると、透明樹脂層２１０上に配向膜２１６を形成した後、配向膜２１６をラビングする（Ｓ１２）。

以後、ラビングされた配向膜２１６上に複屈折特性を有する液晶層２２０を形成する（Ｓ１３）。

配向膜２１６のこのようなラビング工程によって、配向膜２１６上に形成される液晶は、配向膜２１６のラビング方向と液晶の長軸とが平行となるように配列される。

図７において、ラビングは透明樹脂層２１０のプリズム形状の長手方向と平行な第１方向に行われる。ラビング工程がプリズム形状の長手方向と平行な第１方向に行われると、液晶２２２は、図８に図示されたように、液晶２２２の長軸がプリズム形状の長手方向と平行な方向に配列される。

液晶２２２が図８のように配列されると、ローション（Ｒｏｃｈｏｎ）偏光プリズムフィルムとなる。ローション偏光プリズムフィルムは、図３に図示されたように、液晶層２２０方向から垂直に入射される自然光線ＮＷを図３の平面に対して垂直な方向に振動する第１偏光の常光線ＯＷと図３の平面上で振動する第２偏光の異常光線ＥＷとに分離する。

一方、図７において、ラビングは透明樹脂層２１０のプリズム形状の長手方向と垂直な第２方向に行われることができる。ラビング工程がプリズム形状の長手方向と垂直な第２方向に行われると、液晶２２２は、図９に図示されたように、液晶２２２の長軸がプリズム形状の長手方向と垂直な方向に配列される。

液晶２２２が図９のように配列されると、セナルモン（Ｓｅｎａｒｍｏｎｔ）偏光プリズムフィルムとなる。セナルモン偏光プリズムフィルムは、図３において、液晶層２２０方向から垂直に入射される自然光線ＮＷを図３の平面上で振動する第２偏光の常光線ＯＷと図３の平面に対して垂直な方向に振動する第１偏光の異常光線ＥＷとに分離する。

液晶層２２０の形成後、液晶層２２０を硬化する（Ｓ１４）。液晶層２２０は、紫外線露光によって硬化される。即ち、窒素雰囲気で波長が約３６５ｎｍである紫外線を液晶層２２０に照射すると、光重合反応によって液晶層２２０は硬化される。このような硬化工程を通じて、液晶層２２０に含まれた液晶２２２は配列状態が固定される。

図１０は、本発明の他の実施の形態による偏光プリズムフィルムの製造過程を示す流れ図で、図１１は、図１０に図示された偏光プリズムフィルムの製造過程を説明するための図である。

図１０及び図１１を参照すると、本発明の他の実施の形態による偏光プリズムフィルムの製造方法は、透明樹脂層２１０を形成する工程（Ｓ２０）と、透明樹脂層２１０上に配向膜２１６を形成する工程（Ｓ２１）と、配向膜２１６をラビングする工程（Ｓ２２）と、配向膜２１６上に液晶層２２０を形成する工程（Ｓ２３）と、配向膜２１６のラビング方向と同じ方向にラビングされた上板２３０を形成する工程（Ｓ２４）と、液晶層２２０を挟んで上板２３０と透明樹脂層２１０とを結合する工程（Ｓ２５）と、液晶層２２０を硬化する工程（Ｓ２６）と、を含む。

透明樹脂層２１０を形成する工程（Ｓ２０）から液晶層２２０を形成する工程（Ｓ２３）までは、上記実施の形態で説明したので、その重複説明は省略する。また、配向膜２１６の形成後に、配向膜２１６を熱処理する工程を追加することもできる。

上板２３０を形成する工程では、上板２３０の一面に配向膜２３２を塗布した後、配向膜２３２を一定の方向にラビングする方法でラビングされた上板２３０を形成する。

上板２３０の形成後、液晶層２２０の上部にラビングされた面が液晶層２２０と向かい合うように上板２３０を配置する。この際、上板２３０は透明樹脂層２１０上に形成された配向膜２１６のラビング方向と上板２３０に形成された配向膜２３２のラビング方向とが互いに一致するように配置される。

上板２３０の結合後、液晶層２２０を硬化する（Ｓ２６）。液晶層２２０の硬化工程は、上記実施の形態で説明したので、その重複説明は省略する。

このように、透明樹脂層２１０に形成された配向膜２１６と上板２３０に形成された配向膜２３２とを通じて液晶層２２０に含まれた液晶を上部と下部とで同時に配向すると、液晶の配向力が、透明樹脂層２１０にのみ配向膜２１６が形成された場合に対して非常に向上される。

一方、液晶層２２０の硬化を通じて液晶の配向を完了した後、必要によって上板２３０を除去することができる。

次に、図１２及び図１３を参照して、位相差フィルムについて詳細に説明する。図１２は、図２に図示された位相差フィルムを示す斜視図で、図１３は、図１２のｘ−ｚ平面上の液晶の配列状態を示す平面図である。

図１２及び図１３を参照すると、位相差フィルム３００は複屈折特性を有する液晶３１２が一定に配列された液晶層（第２液晶層）３１０を含む。液晶層３１０は、例えば、下部及び上部に配置された下部及び上部支持板３２０，３３０によって保護される。

液晶層３１０に含まれた液晶３１２は、長軸の屈折率（ｎｅ）と短軸の屈折率（ｎｏ）が互いに異なる複屈折特性を有し、液晶層３１０内で一定の方向に配列される。

液晶層３１０に含まれた液晶３１２は、ｘｙｚ座標系上でｘ−ｚ平面上に位置し、ｘ軸に対して一定角度θ３をなすように傾いて位置する。ここで、ｚ軸は、偏光プリズムフィルム２００から入射される常光線ＯＷの進行方向と平行な方向で、ｘ軸は、常光線ＯＷの第１偏光の振動方向と平行な方向で、ｙ軸は、ｘ−ｚ平面と垂直な方向と平行な方向を示す。

又、ｘ軸は、偏光プリズムフィルム２００のプリズム形状の長手方向と平行な方向である。従って、液晶３１２は、偏光プリズムフィルム２００のプリズム形状の長手方向に沿ってｘ軸と一定角度θ３をなすように配列される。例えば、液晶３１２とｘ軸とがなすプレチルト角度θ３は、約６０°〜７０°の範囲を有する。

図１４は、図１２のｘ−ｚ平面上に位置した液晶の形状を示す平面図で、図１５は、図１２のｙ−ｚ平面上に位置した液晶の形状を示す平面図である。

図１２及び図１４を参照すると、液晶３１２は、ｘ−ｚ平面上で長軸がｘ軸と一定角度θ３をなすように位置する。

偏光プリズムフィルム２００を通過した常光線ＯＷは、ｚ軸と平行な進行方向（ａ）に位相差フィルム３００に入射される。この際、常光線ＯＷは、ｘ−ｚ平面上で振動する第１偏光（ｂ）状態を有するので、液晶３１２を通過しながら位相差を感知することができず、第１偏光（ａ）状態そのままに位相差フィルム３００を通過する。

図１２及び図１５を参照すると、液晶３１２は、ｙ−ｚ平面上でｚ軸と平行な方向に位置する。

偏光プリズムフィルム２００を通過した異常光線ＥＷは、ｚ軸に対して所定角度θ４の進行方向（ｃ）に位相差フィルム３００に入射される。この際、異常光線ＥＷは、ｙ−ｚ平面上で振動する第２偏光（ｄ）状態を有するので、ｘ−ｚ平面上に位置した液晶３１２を通過しながら位相差を感知し、液晶３１０の複屈折特性によって偏光状態が変更される。

位相差フィルム３００による異常光線ＥＷの位相変化は、液晶３１２の複屈折率と液晶層３１０の厚みによって決定される。この際、液晶３１２の複屈折率は、液晶３１２の種類によって決定されている値なので、異常光線ＥＷの位相変化が１８０°になるように液晶層３１０の厚みを形成すると、第２偏光の異常光源ＥＷは第１偏光に変更される。

このように、位相差フィルム３００は、偏光プリズムフィルム２００によって分離された第１偏光の常光線ＯＷを第１偏光状態そのままに出射させ、第２偏光の異常光線ＥＷを第１偏光に変更して出射させる。従って、偏光補償フィルム１００を通じて出射される第１偏光の光量は、実質的に約２倍増加され、このような第１偏光の偏光方向を液晶表示パネルに付着された偏光板の透過軸と一致させる場合、外部光の利用効率を向上させることができる。

図１６は、液晶のプレチルト角度が約６０°である場合の透過率を示すグラフで、図１７は、液晶のプレチルト角度が約７０°である場合の透過率を示すグラフである。図１６及び図１７において、グラフの横軸は偏光補償フィルムに入射される自然光線の入射角度で、縦軸は偏光補償フィルムの下部に付着された偏光板を通過した光の透過率を示す。図１６及び図１７において、Ｇ１は液晶層の厚みが約２μｍ、Ｇ２は約２．５μｍ、Ｇ３は約３μｍ、Ｇ４は約３．５μｍ、Ｇ５は約４μｍ、Ｇ６は約４．５μｍ、Ｇ７は約５μｍ、Ｇ８は約５．５μｍである。図１６及び図１７において、透過率は偏光板のみを使用した場合を基準値１に設定した時、これによる比率を示す。

図１６及び図１７を参照すると、液晶３１２のプレチルト角度θ３が約６０°である場合よりは、７０°である場合の透過率がより高いことがわかる。

又、自然光線の入射角度が０°〜約４０°の領域で透過率が向上される反面、それ以上の角度では透過率が劣化されることがわかる。

特定の入射角度で透過率が１．５である場合、偏光板のみを使用した場合の透過率を約４３％とすると、特定の入射角度では透過率が５０％程度より高くなって、結局は約６０％以上の透過率になって、透過率が相当部分向上されることがわかる。

従って、位相差フィルム３００は、液晶３１２のプレチルト角度θ３が約７０°で、液晶層３１０の厚みが約４μｍ〜約４．５μｍの範囲で最も効率的な透過率を示す。

図１８は、本発明の他の実施の形態による位相差フィルムの液晶の配列状態を示す平面図である。

図１２及び図１８を参照すると、位相差フィルム３００は、複屈折特性を有する液晶３１２が一定に配列された液晶層３１０を含む。液晶層３１０は、例えば、下部及び上部に配置された下部及び上部支持板３２０，３３０によって保護される。

液晶層３１０に含まれた液晶３１２は、長軸の屈折率（ｎｅ）と短軸の屈折率（ｎｏ）が互いに異なる複屈折特性を有し、液晶層３１０内で一定の方向に配列される。

液晶層３１０に含まれた液晶３１２は、ｘｙｚ座標系上で、ｘ−ｚ平面上でｚ軸に対する傾きが０°〜９０°まで連続的に変化するように位置する。ここで、ｚ軸は、偏光プリズムフィルム２００から入射される常光線ＯＷの進行方向と平行な方向で、ｘ軸は、常光線ＯＷの第１偏光の振動方向と平行な方向で、ｙ軸は、ｘ−ｚ平面と垂直な方向と平行な方向を示す。

又、ｘ軸は偏光プリズムフィルム２００のプリズム形状の長手方向と平行な方向である。従って、液晶３１２は偏光プリズムフィルム２００のプリズム形状の長手方向に沿って配列される。

図１９は、図１８に図示された位相差フィルムを使用する場合の透過率を示すグラフである。図１９において、グラフの横軸は偏光補償フィルムに入射される自然光線の入射角度で、縦軸は偏光補償フィルムの下部に付着された偏光板を通過した光の透過率を示す。図１９において、Ｇ１は液晶層の厚みが約６μｍ、Ｇ２は約８μｍ、Ｇ３は約１０μｍ、Ｇ４は約１２μｍ、Ｇ５は約１４μｍ、Ｇ６は約１６μｍ、Ｇ７は約１８μｍ、Ｇ８は約２０μｍである。図１９において、透過率は偏光板のみを使用した場合を基準値１に設定した時、これによる比率を示す。

図１９を参照すると、図１８に図示されたハイブリッドタイプが図１３に図示されたプレチルトタイプに対して透過率が多少劣化されることがわかる。

しかし、液晶層３１０の厚みによる透過率の偏差は、ハイブリッドタイプのプレチルトタイプに対して相対的に少なく、入射角度の全体範囲にかけて透過率が１より高いので、透過率向上に寄与することがわかる。従って、液晶層３１０は、６μｍ〜２０μｍの厚みを有することが好ましい。

又、ハイブリッドタイプは、プレチルトタイプに対して製造が容易であるという長所を有する。

図２０は、本発明の更に他の実施の形態による位相差フィルムを示す側面図で、図２１及び図２２は、図２０に図示された液晶層に含まれた液晶の配列状態を示す平面図である。

図２０乃至図２２を参照すると、位相差フィルム４００は、複屈折特性を有する少なくとも２層の液晶層（第２液晶層）４１０が積層された構造を有する。

液晶層４１０に含まれた液晶は、長軸の屈折率（ｎｅ）と短軸の屈折率（ｎｏ）が互いに異なる複屈折特性を有し、液晶層４１０内で一定の方向に配列される。

液晶層４１０の間には、液晶層４１０を結合するための接着層４２０が形成される。接着層４２０は、光の透過のために透明な物質で形成される。

それぞれの液晶層４１０に含まれた液晶４１２は、ｘｙｚ座標系で、ｘ−ｚ平面上でｚ軸に対する傾きが０°〜９０°まで連続的に変化するように位置する。ここで、ｚ軸は、偏光プリズムフィルム２００から入射される常光線ＯＷの進行方向と平行な方向で、ｘ軸は、常光線ＯＷの第１偏光の振動方向と平行な方向で、ｙ軸は、ｘ−ｚ平面と垂直な方向を示す。

又、ｘ軸は、偏光プリズムフィルム２００のプリズム形状の長手方向と平行な方向である。従って、液晶４１２は、偏光プリズムフィルム２００のプリズム形状の長手方向に沿って配列される。

図２１に示すように、それぞれの液晶層４１０に含まれた液晶４１２は、互いに隣接する液晶層４１０の間で互いに対称的な構造に配列される。従って、位相差フィルム４００は、接着層４２０を基準に下部の液晶層４１０ａに位置する液晶４１２ａと上部の液晶層４１０ｂに位置する液晶４１２ｂとが連続的に配列された構造を有する。

これと異なり、図２２に図示されたように、それぞれの液晶層４１０に含まれた液晶４１２は、全ての液晶層４１０で同じ構造に配列されることができる。従って、位相差フィルム４００は、接着層４２０を基準に下部の液晶層４１０ａに位置する液晶４１２ａと上部の液晶層４１０ｂに位置する液晶４１２ｂとが不連続的に配列された構造を有する。

このように、薄い厚みの液晶層４１０を複数層積層して位相差フィルム４００を製作する場合、厚い厚みの単一液晶層４１０の位相差フィルム４００と類似な光特性を確保することができ、単一液晶層４１０を厚い厚みに製作することより製作が容易になる。

一方、液晶層４１０が多層に積層された位相差フィルム４００を利用する場合の透過率は、液晶層４１０の積層数と液晶層４１０の厚みとによって異なる特性を示す。

好ましくは、厚みが薄い液晶層４１０を多数層積層することよりは、多少厚い厚みの液晶層４１０を少ない層に積層することが透過率の向上により効果的である。例えば、１μｍの厚みの液晶層４１０を８層に積層することよりは、４μｍの厚みの液晶層４１０を２層に積層する方がより効果的である。

又、積層された液晶層４１０に含まれた液晶４１２の配列状態が図２１に図示されたように連続的に配列された構造である場合、図２２に図示されたように、不連続的に配列された構造と比較して透過率向上により効果的である。

従って、液晶層４１０が多層に積層された位相差フィルム４００は、液晶層４１０が２層又は３層に積層され、液晶４１２が連続的に配列された構造で透過率向上に最も良い効果を有する。

図２３は、本発明の一実施の形態による表示装置を示す側面図である。

図２３を参照すると、本発明の一実施の形態による表示装置５００は、表示パネルアセンブリ５１０及びバックライトユニット７００を含む。

表示パネルアセンブリ５１０は、画像を表示する表示パネル６００、表示パネル６００の上部に配置された第１偏光板５１２、表示パネル６００の下部に配置された第２偏光板５１４、及び第１偏光板５１２の上部に配置された偏光補償フィルム１００を含む。

本実施の形態において、偏光補償フィルム１００は、図１乃至図２２に図示された実施の形態のうち、いずれか一つと同じ構成を有するので、その重複説明は省略する。

表示パネル６００は、外部の自然光を利用して画像を表示する反射型パネル又は半透過型パネルで形成されることができる。本実施の形態では、半透過型パネルを一例として説明する。

表示パネル６００は、下部基板（第１基板）６１０、下部基板６１０と対向するように結合された上部基板（第２基板）６２０、及び下部基板６１０と上部基板６２０との間に配置された液晶層（第３液晶層）６３０を含む。

下部基板６１０は、第１偏光板５１２からの光を反射させるための反射領域ＲＲ及び第２偏光板５１４からの光を透過させるための透過領域ＴＲを具備する。従って、表示パネル６００は、偏光補償フィルム１００及び第１偏光板５１２を経て供給される外部光と、バックライトユニット７００から第２偏光板５１４を経て供給される光とを利用して画像を表示する。

表示パネル６００の上部及び下部にそれぞれ配置された第１偏光板５１２及び第２偏光板５１４は、特定方向に振動する光は透過させ、他の方向に振動する光は吸収する特性を有する。例えば、第１偏光板５１２と第２偏光板５１４とは、光透過軸が互いに直交するように配置される。

本実施の形態において、第１偏光板５１２は、偏光補償フィルム１００からの第１偏光に対応する光透過軸を有するように配置される。図１乃至図２２を通じて説明したように、偏光補償フィルム１００の上部から供給される外部光は、偏光補償フィルム１００を通過しながら、第１偏光の常光線と第２偏光の異常光線とに分離された後、第２偏光の異常光線が第１偏光に変更される。

従って、偏光補償フィルム１００から出射される常光線と異常光線はいずれも第１偏光を有し、第１偏光の振動方向と第１偏光板５１２の光透過軸を一致させることにより、外部光に対する利用効率を向上させ、全体輝度を増加させることができる。

一方、バックライトユニット７００は、第２偏光板５１４の下部に配置されて表示パネルアセンブリ５１０に光を供給する。バックライトユニット７００から供給される光は、下部基板６１０の透過領域ＴＲを通じて表示パネル６００を透過しながら画像表示に影響を及ぼす。

図２４は図２３に図示された表示パネルを具体的に示す平面図で、図２５は図２４のＩ−Ｉ’に沿って切断した断面図である。

図２４及び図２５を参照すると、表示パネル６００は、下部基板６１０、下部基板６１０と対向するように結合された上部基板６２０、及び下部基板６１０と上部基板６２０との間に配置された液晶層６３０を含む。

下部基板６１０は、上部から入射される外部光を反射させるための反射領域ＲＲ及び下部から入射されるバックライト光を透過させるための透過領域ＴＲを具備する。

下部基板６１０は、透明基板６１１、ゲートライン６１２、データライン６１３、スイッチング素子６１４、透明電極６１５、及び反射電極６１６を含む。

透明基板６１１は、光が透過される透明な物質からなる。例えば、透明基板６１１は、ガラスからなる。

ゲートライン６１２は、透明基板６１１上に形成される。ゲートライン６１２は、横方向に延長されるように形成される。

ゲートライン６１２が形成された透明基板６１１上には、ゲート絶縁膜６１７が形成される。ゲート絶縁膜６１７は、例えば、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）又はシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）からなる。

スイッチング素子６１４の製造のために、ゲート絶縁膜６１７上にはアクティブ層６１８が形成される。アクティブ層６１８は、半導体層６１８ａ及びオームコンタクト層６１８ｂを含む。半導体層６１８ａは、非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓｉ）からなり、オームコンタクト層６１８ｂは、ｎ型不純物が高濃度にドーピングされた非晶質シリコン（以下、ｎ＋ａ−Ｓｉ）からなる。

データライン６１３は、ゲート絶縁膜６１７上に形成される。データライン６１３は、ゲートライン６１２と交差されるように縦方向に形成される。

スイッチング素子６１４は、ゲートライン６１２及びデータライン６１３と連結される。スイッチング素子６１４のゲート端子Ｇはゲートライン６１２と連結され、ソース端子Ｓはデータライン６１３と連結される。一方、スイッチング素子６１４のドレイン端子Ｄは透明電極６１５及び反射電極６１６と連結される。

データライン６１３及びスイッチング素子６１４が形成されたゲート絶縁膜６１７上には、有機膜６１９が形成される。有機膜６１９には、ドレイン端子Ｄと透明電極６１５及び反射電極６１６の電気的な連結のためのコンタクトホール６１９ａが形成される。

透明電極６１５は、ゲートライン６１２とデータライン６１３によって定義される画素領域に形成される。透明電極６１５は、有機膜６１９に形成されたコンタクトホール６１９ａを通じてスイッチング素子６１４のドレイン端子Ｄと連結される。

透明電極６１５は、光が透過されることができる透明な導電性物質からなる。例えば、透明電極６１５は、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）又はインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）からなる。

反射電極６１６は、透明電極６１５上に形成され反射領域ＲＲを形成する。反射電極６１６には、透過領域ＴＲの形成のために、透明電極６１５を露出させる透過窓ＴＷが形成される。

反射電極６１６は、光の反射のために、光反射率が高い伝導性物質からなる。例えば、反射電極６１６は、アルミニウム−ネオジウム（ＡｌＮｄ）からなる単一反射膜又はアルミニウム−ネオジウム（ＡｌＮｄ）とモリブデンタングステン（ＭｏＷ）からなる二重反射膜からなる。

反射電極６１６の透過窓ＴＷは、表示パネル６００の下部に配置されたバックライトユニット７００から供給される光が表示パネル６００を透過することができるように透過領域ＴＲを提供する。反面、反射電極６１６は、表示パネル６００の上部から提供される外部光を反射させることができるように反射領域ＲＲを提供する。

上部基板６２０は、透明基板６２１、カラーフィルター層６２２、及び共通電極６２３を含む。

透明基板６２１は、光が透過されることができる透明な物質からなる。例えば、透明基板６２１はガラスからなる。

カラーフィルター層６２２は、下部基板６１０と向かい合う透明基板６２１の対向面に形成される。カラーフィルター層６２２は、色を具現するために、レッド、グリーン、及びブルー色画素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を含む。一方、カラーフィルター層６２２は、下部基板６１０上に形成されることができる。

共通電極６２３は、下部基板６１０の透明電極６１５及び反射電極６１６と向かい合うように透明基板６２１のカラーフィルター層６２２上に形成される。共通電極６２３は、光の透過のために、透明な導電性物質からなる。例えば、共通電極６２３は、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）又はインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）からなる。

液晶層６３０は、異方性屈折率及び異方性誘電率などの光学的及び電気的特性を有する液晶が一定の形態に配列された構造を有する。液晶層６３０は、透明電極６１５及び反射電極６１６と共通電極６２３との間に形成される電界によって液晶の配列が変化され、液晶の配列変化によって通過する光の透過率を制御する。

このような構成を有する表示パネル６００は、ゲートライン６１２を通じてゲート端子Ｇにゲート信号が印加されると、スイッチング素子６１４がターンオンされる。スイッチング素子６１４のターンオンによって、データライン６１３を通じて印加されるデータ信号は、ソース端子Ｓ及びドレイン端子Ｄを経て透明電極６１５及び反射電極６１６に印加される。一方、上部基板６２０の共通電極６２３には共通電圧が印加される。

従って、透明電極６１５及び反射電極６１６と共通電極６２３との間には、データ信号と共通電圧間の差異に該当する電界が形成され、このような電界による液晶の配列変化によって上部又は下部から供給される光の透過度が変更され、所望する階調の画像を表示することになる。

図２６は、本発明の他の実施の形態による表示装置を示す側面図である。図２６において、光制御フィルム及びλ／４フィルムを除いた残り構成は、図２３に図示されたものと同じなので、同じ構成要素には同じ参照符号を付与し、その重複説明は省略する。

図２６を参照すると、表示装置８００は、表示パネルアセンブリ８１０及びバックライトユニット７００を含む。

表示パネルアセンブリ８１０は、表示パネル６００、表示パネル６００の上部に配置された第１偏光板５１２、表示パネル６００の下部に配置された第２偏光板５１４、及び第１偏光板５１２の上部に配置された偏光補償フィルム１００を含む。又、表示パネルアセンブリ８１０は、偏光補償フィルム１００の上部に配置された光制御フィルム８１２を更に含む。

光制御フィルム８１２は、全ての方向から入射される自然光線を偏光補償フィルム１００に垂直となるように光の経路を変更させる。

一般に、自然光線はあらゆる方向から表示パネルアセンブリ８１０に入射される。偏光補償フィルム１００に入射される自然光線の入射角度が変更される場合、偏光補償フィルム１００を通じて分離される常光線には影響を及ぼさないが、異常光線は影響を受けることになる。従って、光制御フィルム８１２を偏光補償フィルム１００の上部に配置させると、偏光補償フィルム１００には入射面に垂直な自然光線が入射される。

このように、偏光補償フィルム１００に垂直な自然光線を入射させることにより、偏光補償フィルム１００の偏光補償に対する効率を向上させることができる。

一方、表示パネルアセンブリ８１０は、表示パネル６００と第１偏光板５１２との間に配置されるλ／４フィルム８１４を更に含むことができる。

λ／４フィルム８１４は、入射される円偏光を直線偏光に変換して出射させ、入射される直線偏光を円偏光に変換して出射させる。

以下、本発明の一実施の形態による表示パネルアセンブリに対する光の移動経路を説明する。

図２７は、図２６に図示された表示パネルアセンブリの表示パネルに電界が形成されない場合、光の移動経路を示す概念図である。

図２７を参照すると、外部から入射される自然光線ＮＷは、偏光補償フィルム１００の偏光プリズムフィルム２００を通じて第１偏光の常光線ＯＷと第１偏光に垂直な第２偏光の異常光線ＥＷとに分離される。以後、常光線ＯＷは、第１偏光状態を維持しながら、偏光補償フィルム１００の位相差フィルム３００を通過する反面、異常光線ＥＷは位相差フィルム３００を通過しながら、第２偏光が常光線ＯＷと同じ第１偏光に変更される。従って、偏光補償フィルム１００を通過した光は、いずれも第１偏光状態を有することになる。

一方、第１偏光板５１２は前記第１偏光と同じ透過軸を有するので、偏光補償フィルム１００を通過した第１偏光の常光線ＯＷ及び異常光線ＥＷは、いずれも第１偏光板５１２を透過することになる。

第１偏光板５１２を透過した光は、λ／４フィルム８１４を通じてλ／４だけの位相変化を発生させ、その結果、反時計方向に回転する円偏光状態の光になる。

λ／４フィルム８１４を通過した円偏光は、表示パネル６００の液晶層６３０を通過しながら直線偏光に変更される。

液晶層６３０を通過した直線偏光は、下部基板６１０の反射電極６１６によって反射される。下部基板６１０で反射された直線偏光は、液晶層６３０を通過しながら、反時計方向の円偏光に変更される。

液晶層６３０を通過した円偏光は、λ／４フィルム８１４を通じて第１偏光板５１２の透過軸と同じ第１偏光に変更され、第１偏光板５１０を透過した光は、第１偏光状態を維持しながら、偏光補償フィルム１００を通じて外部に出射される。

従って、表示パネル６００に電界が形成されない状態では、偏光補償フィルム１００によって外部光の利用効率が上昇されるので、表示パネル６００の反射率が増加することになる。

図２８は、図２６に図示された表示パネルアセンブリの表示パネルに電界が形成された場合、光の移動経路を示す概念図である。

図２８を参照すると、外部から入射される自然光線ＮＷは、偏光補償フィルム１００を通じて第１偏光の常光線ＯＷ及び異常光線ＥＷに分離され出射される。

偏光補償フィルム１００を通過した常光線ＯＷ及び異常光線ＥＷは、第１偏光板５１２の透過軸と同じ偏光を有するので、いずれも第１偏光板５１２を透過することになる。

第１偏光板５１２を透過した第１偏光は、λ／４フィルム８１４を通じてλ／４だけの位相変化を発生させ、その結果、反時計方向に回転する円偏光になる。

表示パネル６００に電界が形成された場合、液晶層６３０では位相変化が発生されない。従って、λ／４フィルム８１４を通過した円偏光は、液晶層６３０を通過しながらそのまま円偏光状態を維持する。

液晶層６３０を通過した円偏光は、下部基板６１０の反射電極６１６によって反射されながら、円偏光の方向が反時計方向から時計方向に変わる。

時計方向の円偏光は、液晶層６３０をそのまま通過した後、λ／４フィルム８１４を通じて第１偏光板５１２の透過軸と垂直な偏光に変更される。従って、λ／４フィルム８１４を通過した光は、第１偏光板５１２によって吸収される。

このように、表示パネルアセンブリ８１０が反射モードである場合、偏光補償フィルム１００は、外部光の利用効率を上昇させて表示パネル６００の反射率を増加させる反面、透過モードである場合、偏光補償フィルム１００は表示パネルアセンブリ８１０に影響を及ぼさない。

図２９は、本発明の更に他の実施の形態による表示装置を示す側面図である。

図２９を参照すると、本発明の更に他の実施の形態による表示装置９００は、表示パネルアセンブリ９１０及びバックライトユニット９２０を含む。

表示パネルアセンブリ９１０は、画像を表示する表示パネル９３０、表示パネル９３０の上部に配置された第１偏光板９４０、表示パネル９３０の下部に配置された第２偏光板９５０、及び第２偏光板９５０の下部に配置された偏光補償フィルム９６０を含む。

本実施の形態において、偏光補償フィルム９６０は、図１乃至図２２に図示された多様な実施の形態のうち、いずれかの一つの構成を有するので、その重複説明は省略する。

表示パネル９３０は、バックライトユニット９２０の光を利用して画像を表示する透過型パネルで形成される。

表示パネル９３０は、下部基板９３１、下部基板９３１と対向するように結合された上部基板９３２、及び下部基板９３１と上部基板９３２との間に配置された液晶層（第３液晶層）９３３を含む。

本実施の形態において、第２偏光板９５０は、偏光補償フィルム９６０からの第１偏光に対応される光透過軸を有するように配置される。図１乃至図２２を通じて説明したように、バックライトユニット９２０から偏光補償フィルム９６０に供給される光は、偏光補償フィルム９６０を通過しながら、第１偏光の常光線と第２偏光の異常光線とに分離された後、第２偏光の異常光線が第１偏光に変更される。

従って、偏光補償フィルム９６０から出射される常光線と異常光線は、いずれも第１偏光を有することになり、第１偏光の振動方向と第２偏光板９５０の光透過軸を一致させることにより、バックライトユニット９２０から供給される光に対する利用効率を向上させ、全体輝度を増加させることができる。

以上のとおり、このような偏光補償フィルム、これを有する表示パネルアセンブリ、及び表示装置によると、所望する偏光はそのまま透過させ、他の偏光は所望する偏光状態に変更して透過させる偏光補償フィルムを使用することで、光の利用効率を向上させ全体輝度を上昇させることができる。

反射型又は半透過型表示パネルの上部に偏光補償フィルムを配置することにより、外部光に対する利用効率を向上させることができる。

透過型表示パネルの下部に偏光補償フィルムを配置することにより、バックライトユニットから供給される光に対する利用効率を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

本発明の一実施の形態による偏光補償フィルムを示す断面図である。 図１に図示された偏光補償フィルムの機能を説明するための概念図である。 図１に図示された偏光プリズムフィルムを具体的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態による偏光プリズムフィルムの製造過程を示す流れ図である。 図４に図示された偏光プリズムフィルムの製造過程を説明するための図である。 図４に図示された偏光プリズムフィルムの製造過程を説明するための図である。 図４に図示された偏光プリズムフィルムの製造過程を説明するための図である。 図４に図示された偏光プリズムフィルムの製造過程を説明するための図である。 図４に図示された偏光プリズムフィルムの製造過程を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態による偏光プリズムフィルムの製造過程を示す流れ図である。 図１０に図示された偏光プリズムフィルムの製造過程を説明するための図である。 図２に図示された位相差フィルムを示す斜視図である。 図１２のｘ−ｚ平面上の液晶の配列状態を示す平面図である。 図１２のｘ−ｚ平面上に位置した液晶の形状を示す平面図である。 図１２のｙ−ｚ平面上に位置した液晶の形状を示す平面図である。 液晶のプレチルト角度が約６０°である場合の透過率を示すグラフである。 液晶のプレチルト角度が約７０°である場合の透過率を示すグラフである。 本発明の他の実施の形態による位相差フィルムの液晶の配列状態を示す平面図である。 図１８に図示された位相差フィルムを使用する場合の透過率を示すグラフである。 本発明の更に他の実施の形態による位相差フィルムを示す側面図である 図２０に図示された液晶層に含まれた液晶の配列状態を示す平面図である。 図２０に図示された液晶層に含まれた液晶の配列状態を示す平面図である。 本発明の一実施の形態による表示装置を示す側面図である。 図２３に図示された表示パネルを具体的に示す平面図である。 図２４のＩ−Ｉ’に沿った断面図である。 本発明の他の実施の形態による表示装置を示す側面図である。 図２６に図示された表示パネルアセンブリの表示パネルに電界が形成されない場合、光の移動経路を示す概念図である。 図２６に図示された表示パネルアセンブリの表示パネルに電界が形成された場合、光の移動経路を示す概念図である。 本発明の更に他の実施の形態による表示装置を示す側面図である。

符号の説明

１００ 偏光補償フィルム、
２００ 偏光プリズムフィルム、
２１０ 透明樹脂層、
２１２ ベースフィルム、
２１４ プリズム層、
２１６ 配向膜、
３００ 位相差フィルム。

Claims (47)

1. 入射される自然光線を第１偏光の常光線と当該常光線の進行方向に対して所定角度傾いた方向に進行する第２偏光の異常光線とに分離させる偏光プリズムフィルムと、
   前記偏光プリズムフィルムからの前記異常光線の前記第２偏光を前記第１偏光に変更させる位相差フィルムと、を含む偏光補償フィルム。
2. 前記偏光プリズムフィルムは、互いに異なる屈折率を有する第１層と第２層とを有することを特徴とする請求項１記載の偏光補償フィルム。
3. 前記第１層と前記第２層とが接する界面は、プリズム形状を有することを特徴とする請求項２記載の偏光補償フィルム。
4. 前記常光線は前記界面で直進し、前記異常光線は前記界面で前記常光線と所定角度をなすように屈折されることを特徴とする請求項３記載の偏光補償フィルム。
5. 前記第２層は、複屈折特性を有する第１液晶層で形成されることを特徴とする請求項２記載の偏光補償フィルム。
6. 前記第１層は、透明樹脂層で形成されることを特徴とする請求項２記載の偏光補償フィルム。
7. 前記位相差フィルムは、複屈折特性を有する第２液晶層で形成されることを特徴とする請求項１記載の偏光補償フィルム。
8. 前記第２液晶層に含まれた液晶は、前記常光線の進行方向と平行なｚ軸方向と前記常光線の第１偏光の振動方向と平行なｘ軸方向とから構成されるｘ−ｚ平面上で、当該ｘ軸と所定角度をなすように配列されることを特徴とする請求項７記載の偏光補償フィルム。
9. 前記第２液晶層に含まれた液晶は、前記偏光プリズムフィルムのプリズム形状の長手方向に沿って配列されることを特徴とする請求項７記載の偏光補償フィルム。
10. 前記第２液晶層に含まれた液晶と前記ｘ軸とがなす角度は、６０°〜７０°の範囲を有することを特徴とする請求項８記載の偏光補償フィルム。
11. 前記第２液晶層の厚みは、４μｍ〜４．５μｍの範囲を有することを特徴とする請求項９記載の偏光補償フィルム。
12. 前記第２液晶層に含まれた液晶は、前記常光線の進行方向と平行なｚ軸方向と前記常光線の第１偏光の振動方向と平行なｘ軸方向とから構成されるｘ−ｚ平面上で、当該ｚ軸に対する傾きが０°から９０°まで連続的に変化するように配列されることを特徴とする請求項７記載の偏光補償フィルム。
13. 前記第２液晶層に含まれた液晶は、前記偏光プリズムフィルムのプリズム形状の長手方向に沿って配列されることを特徴とする請求項１２記載の偏光補償フィルム。
14. 前記第２液晶層の厚みは、６μｍ〜２０μｍの範囲を有することを特徴とする請求項１３記載の偏光補償フィルム。
15. 前記位相差フィルムは、複屈折特性を有する少なくとも２層の第２液晶層が積層された構造を有し、
    それぞれの前記第２液晶層に含まれた液晶は、前記常光線の進行方向と平行なｚ軸方向と前記常光線の第１偏光の振動方向と平行なｘ軸方向とから構成されるｘ−ｚ平面上で、当該ｚ軸に対する傾きが０°から９０°まで連続的に変化するように配列されることを特徴とする請求項１記載の偏光補償フィルム。
16. 隣接する前記第２液晶層の間に、透明な接着層が形成されることを特徴とする請求項１５記載の偏光補償フィルム。
17. 前記第２液晶層に含まれた液晶は、前記偏光プリズムフィルムのプリズム形状の長手方向に沿って配列されることを特徴とする請求項１５記載の偏光補償フィルム。
18. 前記第２液晶層に含まれた液晶は、互いに隣接する前記第２液晶層間で互いに対称的に配列されることを特徴とする請求項１５記載の偏光補償フィルム。
19. 前記第２液晶層に含まれた液晶は、全ての前記第２液晶層で同じように配列されることを特徴とする請求項１５記載の偏光補償フィルム。
20. プリズム形状を有する透明樹脂層を形成する段階と、
    前記透明樹脂層上に配向膜を形成する段階と、
    前記配向膜をラビングする段階と、
    前記配向膜上に複屈折特性を有する第１液晶層を形成する段階と、
    前記第１液晶層を硬化する段階と、を含む偏光プリズムフィルムの製造方法。
21. 前記透明樹脂層を形成する段階は、
    ベースフィルムを準備する段階と、
    前記ベースフィルム上にプリズム形状のプリズム層を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２０記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
22. 前記プリズム層の屈折率は、前記第１液晶層に含まれた液晶の短軸方向の屈折率と実質的に同じであることを特徴とする請求項２１記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
23. 前記プリズム形状の傾斜角は、６０°〜７０°の範囲を有することを特徴とする請求項２０記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
24. 前記プリズム形状のピッチは、１０μｍ〜２０μｍの範囲を有することを特徴とする請求項２０記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
25. 前記配向膜を形成する段階と前記配向膜をラビングする段階との間に、
    前記配向膜を熱処理する段階を更に含むことを特徴とする請求項２０記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
26. 前記熱処理段階は、１３０℃以下で行われることを特徴とする請求項２５記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
27. 前記配向膜をラビングするラビング方向は、前記プリズム形状の長手方向と平行な方向であることを特徴とする請求項２０記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
28. 前記配向膜をラビングするラビング方向は、前記プリズム形状の長手方向と垂直な方向であることを特徴とする請求項２０記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
29. 前記第１液晶層は、紫外線露光によって硬化されることを特徴とする請求項２０記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
30. プリズム形状を有する透明樹脂層を形成する段階と、
    前記透明樹脂層上に配向膜を形成する段階と、
    前記配向膜をラビングする段階と、
    前記配向膜上に複屈折特性を有する第１液晶層を形成する段階と、
    前記配向膜のラビング方向と同じ方向にラビングされた上板を形成する段階と、
    前記第１液晶層を挟んで前記上板と前記透明樹脂層とを結合する段階と、
    前記第１液晶層を硬化する段階と、を含む偏光プリズムフィルムの製造方法。
31. 前記第１液晶層を硬化する段階の後に、
    前記上板を除去する段階を更に含むことを特徴とする請求項３０記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
32. 前記配向膜を形成する段階と前記配向膜をラビングする段階との間に、
    前記配向膜を熱処理する段階を更に含むことを特徴とする請求項３０記載の偏光プリズムフィルムの製造方法。
33. 画像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの上部に配置された第１偏光板と、
    前記表示パネルの下部に配置された第２偏光板と、
    前記第１偏光板の上部に配置された偏光補償フィルムと、を含み、
    前記偏光補償フィルムは、
    入射される自然光線を第１偏光の常光線と当該常光線の進行方向に対して所定角度傾いた方向に進行する第２偏光の異常光線とに分離させる偏光プリズムフィルムと、
    前記偏光プリズムフィルムからの前記異常光線の前記第２偏光を前記第１偏光に変更させる位相差フィルムと、を含むことを特徴とする表示パネルアセンブリ。
34. 前記偏光プリズムフィルムは、互いに異なる屈折率を有する第１層と第２層とが結合された構造を有し、前記第１層と前記第２層とが接する界面はプリズム形状を有することを特徴とする請求項３３記載の表示パネルアセンブリ。
35. 前記常光線は前記界面で直進し、前記異常光線は前記界面で前記常光線と所定角度をなすように屈折されることを特徴とする請求項３４記載の表示パネルアセンブリ。
36. 前記第１層は透明樹脂層で形成され、前記第２層は複屈折特性を有する第１液晶層で形成されることを特徴とする請求項３４記載の表示パネルアセンブリ。
37. 前記位相差フィルムは、複屈折特性を有する第２液晶層を含むことを特徴とする請求項３３記載の表示パネルアセンブリ。
38. 前記第１偏光板は、前記第１偏光に対応する光透過軸を有することを特徴とする請求項３３記載の表示パネルアセンブリ。
39. 前記表示パネルは、
    前記第１偏光板からの光を反射させるための反射領域及び前記第２偏光板からの光を透過させるための透過領域を具備する第１基板と、
    前記第１基板と対向するように結合された第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第３液晶層と、を含むことを特徴とする請求項３３記載の表示パネルアセンブリ。
40. 前記第１基板は、
    ゲートラインと、
    前記ゲートラインと絶縁され、当該ゲートラインと交差するデータラインと、
    前記ゲートライン及び前記データラインと連結されたスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子と連結された透明電極と、
    前記透明電極と連結されて前記反射領域を形成する反射電極と、を含むことを特徴とする請求項３９記載の表示パネルアセンブリ。
41. 前記第２基板は、
    色を具現するためのカラーフィルター層と、
    前記カラーフィルター層上に前記透明電極及び反射電極と向かい合うように形成された共通電極と、を含むことを特徴とする請求項４０記載の表示パネルアセンブリ。
42. 前記偏光補償フィルムの上部に配置され、あらゆる方向から入射する前記自然光線の経路を前記偏光補償フィルムに対して垂直となるように変更する光制御フィルムを更に含むことを特徴とする請求項３３記載の表示パネルアセンブリ。
43. 前記表示パネルと前記第１偏光板との間に配置され、円偏光を直線偏光に変換し、直線偏光を円偏光に変換するλ／４フィルムを更に含むことを特徴とする請求項３３記載の表示パネルアセンブリ。
44. 前記第２偏光板の下部に配置されて光を供給するバックライトユニットを更に含むことを特徴とする請求項３３記載の表示パネルアセンブリ。
45. 前記表示パネルは、反射型パネル又は半透過型パネルであることを特徴とする請求項４４記載の表示パネルアセンブリ。
46. 画像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの上部に配置された第１偏光板と、
    前記表示パネルの下部に配置された第２偏光板と、
    前記第２偏光板の下部に配置された偏光補償フィルムと、
    前記偏光補償フィルムの下部に配置されて光を供給するバックライトユニットと、を含み、
    前記偏光補償フィルムは、
    前記バックライトユニットから入射される自然光線を前記第２偏光板の光透過軸に対応する第１偏光の常光線と当該常光線の進行方向に対して所定角度傾いた方向に進行する第２偏光の異常光線とに分離させる偏光プリズムフィルムと、
    前記偏光プリズムフィルムからの前記異常光線の前記第２偏光を前記第１偏光に変更させる位相差フィルムと、を含む表示装置。
47. 前記表示パネルは、透過型パネルであることを特徴とする請求項４６記載の表示装置。

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