KR101665598B1

KR101665598B1 - 편광판 및 이를 구비하는 표시 장치

Info

Publication number: KR101665598B1
Application number: KR1020090094226A
Authority: KR
Inventors: 김광현; 신기철; 이승희; 김지훈; 김상재
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2016-10-13
Also published as: KR20110037001A; US8508696B2; US20110085113A1; CN102033256A; CN102033256B

Abstract

표시 장치는 표시패널, 제1 편광판 및 제2 편광판을 포함한다. 표시패널은 화소전극을 포함하는 제1 기판, 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 및 제1 기판의 제1 면과 제2 기판의 제1 면 사이에 개재된 액정층 포함한다. 제1 편광판은 제1 기판의 제2 면 상부에 배치되고 제1 편광축을 갖는 제1 편광자, 및 제1 기판의 제2 면과 제1 편광자 사이에 배치되고 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제1 λ/4 위상차판을 포함한다. 제2 편광판은 제2 기판의 제2 면 상부에 배치되고 제1 편광축과 교차하는 제2 편광축을 갖는 제2 편광자, 및 제2 기판의 제2 면과 제2 편광자 사이에 배치되고 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제2 λ/4 위상차판을 포함한다. 이에 따라 측면에서의 빛샘을 개선할 수 있으므로 시야각을 향상시킬 수 있다.

시야각, λ/4 위상차판, 포지티브 에이-플레이트, 네가티브 에이-플레이트

Description

편광판 및 이를 구비하는 표시 장치{POLARIZER AND DISPLAY DEVICE HAVING THE POLARIZER}

본 발명은 편광판 및 이를 구비하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시품질을 향상시키기 위한 편광판 및 이를 구비하는 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰 등 산업 전반에 걸쳐 많이 사용되고 있다. 최근에는 디지털 정보 디스플레이(Digital Information Display, DID)로도 이용되고 있다. 상기 DID는 공항, 지하철역, 대형 쇼핑몰, 극장 등 공공장소에서 광고와 정보 등을 표시하는 장치로 기존 전광판이나 광고판과 달리 디지털 동영상 등 다양한 정보를 표현할 수 있다.

상기 액정표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

상기 액정 표시패널은 화소전극을 갖는 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 공통전극을 갖는 제2 기판, 및 제1 및 제2 기판들 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리로부터 발생되는 광이 굴절률 이방성을 갖는 상기 액정층을 통과하는 경우 광이 입사되는 각도에 따라 위상차가 발생한다.

예를 들면, 상기 액정층을 수직배향(Vertical Alignment, VA) 모드의 구동하는 액정 표시장치의 경우, 상기 액정층에 수직으로 입사되는 광을 액정의 광축을 통과하게 되어 위상차가 발생되지 않지만, 비스듬이 입사되는 광은 위상차가 발생된다. 즉, 상기 액정 표시장치를 보는 위치에 따라서 광의 투과 굴절율 및 광의 위상차가 생기게 된다.

따라서, 상기 액정 표시장치를 측면에서 볼 때, 광의 양과 판장 특성이 정면에서와 다르게 나타나는 빛샘 현상이 발생한다. 이로 인하여 상기 수직배향 모드로 구동되는 액정 표시장치는 시야각에 따라 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 변하는 현상이 발생한다. 예를 들면, 상기 액정 표시패널의 정면으로는 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 높은 영상이 표시되지만, 상기 액정 표시패널의 측면으로는 명도 대비비가 낮은 영상이 표시된다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 시야각을 향상시키기 위한 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 편광판을 갖는 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 편광판은 편광자 및 λ/4 위상차판을 포함한다. 상기 편광자는 편광축을 갖는다. 상기 λ/4 위상차판은 상기 편광자 상부에 배치되고, 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는다.

본 실시예에 따르면, 상기 편광판은 상기 편광자와 상기 λ/4 위상차판 사이에 배치된 보상필름을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 보상필름은 두께방향 위상 지연값이 70nm 내지 140nm인 포지티브 에이-플레이트일 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 보상필름은 두께방향 위상 지연값이 30nm 내지 80nm인 네가티브 씨-플레이트일 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따른 편광판은 편광축을 갖는 편광자, 상기 편광자 상부에 배치되고, 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 λ/4 위상차판, 상기 편광자와 상기 λ/4 위상차판 사이에 배치된 포지티브 에이-플레이트 및 상기 포지티브 에이-플레이트 상부에 배치된 네가티브 씨-플레이트를 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따른 편광판은 편광축을 갖는 편광자, 상기 편광자 상부에 배치되고, 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 λ/4 위상차판, 상기 편광자와 상기 λ/4 위상차판 사이에 배치된 네가티브 씨-플레이트 및 상기 네가티브 씨-플레이트 상부에 배치된 포지티브 에이-플레이트를 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 표시 장치 는, 표시패널, 제1 편광판 및 제2 편광판을 포함한다. 상기 표시 패널은 화소전극을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판의 제1 면과 상기 제2 기판의 제1 면 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 제1 편광판은 상기 제1 기판의 제2 면 상부에 배치되고 제1 편광축을 갖는 제1 편광자, 및 상기 제1 기판의 제2 면과 상기 제1 편광자 사이에 배치되고, 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제1 λ/4 위상차판을 포함한다. 상기 제2 편광판은 상기 제2 기판의 제2 면 상부에 배치되고 상기 제1 편광축과 교차하는 제2 편광축을 갖는 제2 편광자, 및 상기 제2 기판의 제2 면과 상기 제2 편광자 사이에 배치되고, 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제2 λ/4 위상차판을 포함한다.

본 실시예에 따르면, 상기 액정층의 위상 지연값은 550nm 파장에서 275nm 내지 320nm일 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 편광판은 상기 제1 편광자의 제1 면과 상기 제1 λ/4 위상차판의 제1 면 사이에 배치되어 상기 액정층의 위상차를 보상하는 보상필름을 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 다른실시예에 따른 표시 장치는, 표시패널, 제1 편광판 및 제2 편광판을 포함한다. 상기 표시 패널은 화소전 극을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판의 제1 면과 상기 제2 기판의 제1 면 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 제1 편광판은 상기 제1 기판의 제2 면 상부에 배치되고 제1 편광축을 갖는 제1 편광자, 상기 제1 기판의 제2 면과 상기 제1 편광자 사이에 배치되고 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제1 λ/4 위상차판, 상기 제1 편광자와 상기 제1 λ/4 위상차판 사이에 배치된 포지티브 에이-플레이트, 및 상기 제1 편광자와 상기 제1 λ/4 위상차판 사이에 배치된 네가티브 씨-플레이트를 포함할 수 있다. 상기 제2 편광판은 상기 제2 기판의 제2 면 상부에 배치되고 상기 제1 편광축과 교차하는 제2 편광축을 갖는 제2 편광자, 및 상기 제2 기판의 제2 면과 상기 제2 편광자 사이에 배치되고, 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제2 λ/4 위상차판을 포함한다.

이러한 편광판 및 이를 구비하는 표시 장치에 의하면, 표시패널의 상부 및 하부에 제1 및 제2 λ/4 위상차판을 배치하고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판의 두께방향 굴절율을 조절하여 측면에서의 빛샘을 개선할 수 있으므로, 표시장치의 시야각을 향상시킬 수 있다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 표시 장치의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원 에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 표시패널(100), 제1 편광판(200), 제2 편광판(300) 및 백라이트 유닛(400)을 포함한다.

상기 표시패널(100)은 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 대향하는 제2 기판(130), 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(130) 사이에 개재된 액정층(140)을 포함한다.

상기 제1 기판(110)은 화소 전극(120)을 더 포함한다. 상기 화소 전극(120)은 서로 교차하는 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(미도시)에 의해 정의되는 화소 영역에 형성된다. 상기 화소 영역은 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)으로 이루어진다. 상기 화소 전극(120)은 반사 전극(122)과 투명 전극(124)을 포함한다. 상기 반사 전극(122)은 상기 반사 영역(RA)에 배치되고, 도전성 반사 물질로 이루어진다. 상기 투명 전극(124)은 상기 투과 영역(TA)에 배치되고, 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 상기 제1 기판(110)은 상기 액정층(140)과 마주보는 제1 면(111) 및 상기 제1 면(111)과 반대하는 제2 면(112)을 포함한다.

상기 제2 기판(130)은 컬러필터들(미도시) 및 상기 컬러필터들 상에 형성된 공통전극(미도시)을 포함한다. 상기 컬러필터들은 적색 컬러필터들, 녹색 컬러필터 들 및 청색 컬러필터들을 포함할 수 있다. 상기 공통전극은 투명한 도전성 물질로 이루어지고, 공통전압을 인가 받는다. 상기 제2 기판(130)는 상기 액정층(140)과 마주보는 제1 면(131) 및 상기 제1 면(131)과 반대하는 제2 면(132)을 포함한다.

상기 액정층(140)은 상기 제1 기판(110)의 제1 면(111)과 상기 제2 기판(130)의 제1 면(131) 사이에 개재된다. 상기 액정층(140)은 수직배향(Vertical Alignment, VA) 모드로 구동될 수 있다. 상기 액정층(140)은 액정분자(142)들을 포함한다. 상기 액정분자(142)들은 상기 액정층(140)에 전계가 인가되지 않은 상태에서는 상기 제1 및 제2 기판(110, 130)에 대해 수직한 방향으로 배열되고, 전계가 인가되면 상기 제1 및 제2 기판(110, 130)에 대해 수평한 방향으로 배열될 수 있다.

상기 제1 편광판(200)은 상기 제1 기판(110)의 제2 면(112)에 부착된다. 상기 제1 편광판(200)은 제1 보호층(210), 제1 편광자(220), 제1 λ/4 위상차판(230)를 포함할 수 있다.

상기 제1 보호층(210)은 상기 제1 편광자(220)의 하부에 배치되어 상기 제1 편광자(220)를 보호한다. 상기 제1 보호층(210)은 내구성 및 비광학적 특성을 가진 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 보호층(210)은 트리아세틸 셀룰로오스(Tri-acetyl cellulose, TAC) 필름으로 형성될 수 있다.

상기 제1 편광자(220)는 상기 제1 보호층(210)의 상부에 배치된다. 상기 제1 편광자(220)는 예를 들어, 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alcohol, PVA) 및 폴리비닐알코올 내에 광을 특정 방향으로 편광시키는 이색성 물질 (I2, Cl2)을 포함할 수 있다.

상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 기판(110)과 상기 제1 편광자(220) 사이에 배치되어 상기 제1 편광자(220)로부터 입사되는 광을 λ/4만큼 위상 지연시킨다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)는 약 1.35 내지 약 2.05의 두께방향 굴절율(Nz)을 가질 수 있다.

상기 제1 보호층(210), 상기 제1 편광자(220) 및 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 접착제(미도시)에 의해 상호간에 결합될 수 있다.

상기 제2 편광판(300)은 상기 표시패널(100)의 상부에 부착된다. 상기 제2 편광판(300)은 저반사 필름(310), 제2 보호층(320), 제2 편광자(330) 및 제2 λ/4 위상차판(340)을 포함할 수 있다.

상기 저반사 필름(310)은 상기 제2 보호층(320)의 상부에 배치된다. 상기 저반사 필름(310)은 저굴절율을 갖는 물질로 이루어져 외부광(a)의 반사율을 줄여준다. 상기 저반사 필름(310)의 반사율은 약 1% 미만일 수 있다. 이에 따라 상기 외부광(a)의 반사에 의한 눈부심을 방지할 수 있다.

상기 제2 보호층(320)은 상기 제2 편광자(330)의 상부에 배치되어 상기 제2 편광자(330)를 보호한다. 상기 제2 보호층(320)은 트리아세틸 셀룰로오스(Tri-acetyl cellulose, TAC) 필름으로 형성될 수 있다.

상기 제2 편광자(330)는 상기 제2 보호층(320)의 하부에 배치된다. 상기 제2 편광자(330)는 예를 들어, 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alcohol, PVA) 및 폴리비닐알코올 내에 광을 특정 방향으로 편광시키는 이색성 물질 (I2, Cl2)을 포함할 수 있다.

상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 제2 기판(130)과 상기 제2 편광자(330) 사이에 배치되어 상기 제2 기판(130)을 통해 입사되는 광을 λ/4만큼 위상 지연시킨다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 약 1.35 내지 약 2.05의 두께방향 굴절율(Nz)을 가질 수 있다.

상기 저반사 필름(310), 상기 제2 보호층(320), 상기 제2 편광자(330) 및 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 접착제(미도시)에 의해 상호간에 결합될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(400)은 상기 제1 편광판(200)의 하부에 배치된다. 상기 백라이트 유닛(400)으로부터 발생되는 광(b)은 상기 제1 편광판(200), 상기 표시패널(100) 및 상기 제2 편광판(300)을 차례로 투과하여 영상을 표시한다.

도 2는 도 1의 표시 장치에 따른 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제1 편광자(220)는 제1 방향(D1)과 평행한 제1 흡수축(220a)을 갖고, 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)과 평행하는 제1 편광축(220b)을 갖는다. 상기 제1 편광자(220)는 제1 면(221) 및 상기 제1 면(221)에 반대되는 제2 면(222)을 포함한다.

상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221)과 상기 제1 기판(110)의 상기 제2 면(112) 사이에 배치된다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221)과 마주하는 제1 면(231) 및 상기 제1 기판(110)의 제2 면(112)과 마주하는 제2 면(232)을 포함한다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 편광자(220)의 상기 제1 편광축(220b)과 45도 또는 135도를 이 루는 제1 지상축(Slow Axis)(230a)을 갖는다.

상기 표시패널(100)은 상기 제1 기판(110), 상기 제2 기판(130) 및 상기 제1 및 제2 기판(110, 130) 사이에 개재된 상기 액정층(140)을 포함한다. 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)은 약 550nm 파장에서 약 275nm 내지 약 320nm일 수 있다. 예를 들면, 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)은 약 325nm일 수 있다. 여기서, △n는 상기 액정층(140)의 굴절율 이방성 의미하고, d는 상기 액정층(140)의 셀갭을 의미한다.

상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 표시패널(100)의 상부, 즉 상기 제2 기판(130)의 제2 면(132) 상부에 배치된다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 제2 기판(130)의 제2 면(132)과 마주하는 제1 면(341) 및 상기 제2 편광자(330)의 제1 면(331)과 마주하는 제2 면(242)을 포함한다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 상기 제1 지상축(230a)과 직교하는 제2 지상축(340a)을 갖는다. 상기 제2 지상축(340a)은 상기 제2 편광자(330)의 제2 편광축(330b)에 대해 45도 또는 135도 경사를 이룬다.

상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)은 약 550nm 파장에서 275nm 내지 320nm의 위상 지연값(△nd)을 갖는 상기 액정층(140)에 대하여 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율(Nz)을 가질 수 있다.

상기 제2 편광자(330)는 상기 제2 λ/4 위상차판(340)의 제2 면(342) 상부에 배치되고, 상기 제1 흡수축(220a)과 직교하는 제2 흡수축(330a) 및 상기 제2 흡수축(330a)과 직교하는 제2 편광축(330b)을 갖는다.

이러한 배치 구조에 의해, 외부로부터 인가되는 외부광(a)이 상기 표시패널(100)의 표면에 의해 반사되어 시인되는 현상을 줄일 수 있다. 예를 들면, 상기 외부광(a)은 상기 제1 편광자(220)를 통과하면서 상기 제1 편광자(220)의 상기 제1 편광축(220b)과 평행한 성분으로 선편광된다. 상기 선편광된 광은 상기 제2 λ/4 위상차판(340)에 의해 원평광으로 변환된 후 상기 표시패널(100)에 인가된다. 상기 표시패널(100)에 인가된 광 중 상기 표시패널(100)의 표면에 의해 반사된 광은 상기 제2 λ/4 위상차판(340)에 다시 선평광으로 변환되어 상기 제2 편광자(330)에 모두 흡수된다. 따라서, 상기 제2 λ/4 위상차판(340)을 구비함으로써, 외부광(a)의 반사에 의한 눈부심을 차단할 수 있다.

한편, 상기 표시패널(100)은 반사모드 또는 투과모드로 구동될 수 있다. 상기 표시패널(100)이 반사모드 또는 투과모드로 구동되는 경우의 편광 변화에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 표시패널(100)이 반사모드로 구동되는 경우, 외부로부터 입사되는 외부광(a)은 상기 제2 편광자(330) 및 상기 제2 λ/4 위상차판(340)을 통과한 후 원편광으로 변환되어 상기 표시패널(100)에 인가된다. 상기 액정층(140)의 액정분자(142)들은 전압이 인가되지 않은 상태에서 상기 제1 및 제2 기판(110, 130)에 대해 수직하게 배열되므로, 상기 원평광은 상기 액정층(140)을 그대로 통과한다. 상기 액정층(140)을 통과한 상기 원편광은 상기 반사 전극(122)에 의해 반사되고, 상기 제2 λ/4 위상차판(340)에 의해 선편광으로 변환된다. 상기 선편광은 상기 제2 편광자(330)의 상기 제2 흡수축(330a)에 일치되어 흡수된다. 상기 표시패널(100) 은 블랙을 구현하게 된다.

이와 달리, 상기 액정층(140)에 전압이 인가된 경우, 상기 액정층(140)의 액정분자들은 수평으로 눕게되므로 상기 액정층(140)을 통과하는 상기 원평광은 선편광으로 변환된다. 상기 선편광은 상기 반사 전극(122)에 의해 반사되어 상기 액정층(140)을 다시 지나면서 원편광이 된다. 상기 원편광은 상기 제2 λ/4 위상차판(340)에 의해 선편광원편광으로 변환되어 상기 제2 편광자(330)를 투과한다. 상기 표시패널(100)은 화이트를 구현하게 된다.

한편, 상기 표시패널(100)이 상기 투과모드로 구동되는 경우, 상기 백라이트 유닛(400)으로부터 발생된 광(b)은 상기 제1 편광자(220) 및 제1 λ/4 위상차판(230)을 통과한 후 원편광으로 변환되어 상기 표시패널(100)에 인가된다. 상기 원편광은 상기 투명 전극(124)을 통해 상기 액정층(140)으로 인가된다. 상기 액정층(140)에 전압이 인가되지 않은 경우, 상기 액정층(140)의 상기 액정분자(142)들은 수직 배열되므로 상기 원평광은 상기 액정층(140)을 그대로 통과하고, 상기 제2 λ/4 위상차판(340)에 의해 선편광으로 변환된다. 상기 선편광은 상기 제2 편광자(330)의 상기 제2 흡수축(330a)에 일치되어 흡수된다. 상기 표시패널(100)은 블랙을 구현하게 된다.

이와 달리, 상기 액정층(140)에 전압이 인가된 경우, 상기 액정층(140)의 상기 액정분자(142)들은 수평으로 눕게되므로 상기 원평광은 선편광으로 변경된다. 상기 선편광은 상기 제2 λ/4 위상차판(340)에 의해 원편광으로 변경되고, 상기 제2 편광자(330)를 투과한다. 상기 표시패널(100)은 화이트를 구현하게 된다.

도 3a 내지 도 3g는 도 1의 제1 및 제2 λ/4 위상차판의 두께방향 굴절율에 따른 휘도 분포를 나타낸 그래프들이다.

도 3a는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.35인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 3b는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.45인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 극각(θ)이 0도에서 20도인 범위까지는 모든 방위각에서 휘도값이 매우 낮게(예를 들면, 약 0.000cd/m2)가 나타남을 알 수 있었다. 이는 블랙영상 구현시 빛샘이 나타나지 않음을 의미한다. 상기에서, 방위각(φ)은 광을 입사면에 투영하였을 때 소정의 기준선에 대한 회전각을 나타내며, 극각(θ)은 입사면의 법선에 대한 기울기를 나타낸다. 극각(θ)이 증가함에 따라 휘도값이 증가하였다. 특히, 극각(θ)이 약 60도이고 방위각(φ)이 약 0도 내지 약 30도인 부분, 극각(θ)이 약 60도이고 방위각(φ)이 약 90도 내지 약 120도인 부분, 극각(θ)이 약 60도이고 방위각(φ)이 약 180도 내지 약 210도인 부분, 및 극각(θ)이 약 60도이고 방위각(φ)이 약 270도 내지 약 300도인 부분에서의 휘도값은 약 0.015 ~ 약 0.020cd/m2으로, 빛샘 현상이 발생함을 알 수 있었다. 그리고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1,35일 때 보다 약 1.45일 때 빛샘이 나타나는 부분이 줄어드는 것을 알 수 있었다.

도 3c는 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이 고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.55인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 3d는 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.65인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 3e는 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.75인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 3f는 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.85인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다.

도 3c 내지 도 3f를 참조하면, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.55 내지 약 1.85인 경우, 도 3a 및 3b와 비교할 때 전체적으로 휘도값이 낮게(예를 들면, 약 0.010cd/m2 이하)나타남을 확인할 수 있었다. 즉, 빛샘 현상이 개선됨을 확인할 수 있었다.

도 3g는 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 2.05인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 3g를 참조하면, 극각(θ)이 증가함에 따라 휘도값도 증가함을 알 수 있다. 특히, 극각(θ)이 약 60도이고 방위각(φ)이 약 30도 내지 약 60도인 부분, 극각(θ)이 약 60도이고 방위각(φ)이 약 120도 내지 약 150도인 부분, 극각(θ)이 약 60도이고 방위각(φ)이 약 210도 내지 약 240도인 부분, 및 극각(θ)이 약 60도이고 방위각(φ)이 약 300도 내지 약 330도인 부분에서의 휘도값은 약 0.015 ~ 약 0.020cd/m2으로, 빛샘 현상이 발생하였다.

상기 휘도 분포들을 살펴보면, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.65 내지 약 1.75인 경우에, 블랙 보상 특성이 최대로 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 이는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 325nm인 경우로, 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd) 및 상기 표시패널(100)의 시야각 특성에 따라서 변경될 수 있다.

도 4는 도 1의 제1 및 제2 λ/4 위상차판의 두께방향 굴절율에 따른 시야각 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 4에서 X축은 극각(θ)을 나타내고, Y축은 휘도를 나타낸다.

곡선 D11은 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.45이고, 방위각(φ)이 0도 일 때 측정된 휘도 곡선이다. 곡선 D12는 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.45이고, 방위각(φ)이 45도일 때 측정된 휘도 곡선이다. 곡선 D21은 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.55이고, 방위각(φ)이 0도일 때 측정된 휘도 곡선이고, 곡선 D22는 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.55이고, 방위각(φ)이 45도일 때 측정된 휘도 곡선이다. 곡선 D31은 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약1.65이고, 방위각(φ)이 0도일 때 측정된 휘도 곡선이고, 곡선 D32는 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.65이고, 방위각(φ)이 45도일 때 측정된 휘도 곡선이다. 곡선 D41은 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.75이고, 방위각(φ)이 0도일 때 측정된 휘도 곡선이고, 곡선 D42는 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.75이고, 방위각(φ)이 45도일 때 측정된 휘도 곡선이다. 곡선 D51은 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약1.85이고, 방위각(φ)이 0도일 때 측정된 휘도 곡선이고, 곡선 D52는 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.85이고, 방위각(φ)이 45도일 때 측정된 휘도 곡선이다. 곡선 D61은 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약2.05이고, 방위각(φ)이 0도일 때 측정된 휘도 곡선이고, 곡선 D62는 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 2.05이고, 방위각(φ)이 45도일 때 측정된 휘도 곡선이다.

상기 곡선들을 살펴보면, 상기 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.65인 경우 극각(θ)이 증가하여도 비교적 낮은 휘도값을 갖는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 곡선 31의 경우 방위각(φ)이 0도이고, 극각(θ)이 60도인 방향에서 측정된 휘도값은 약 0.004cd/m2 이고, 방위각(φ)이 45도이고, 극각(θ)이 60도인 방향에서 측정된 휘도값이 약 0.007cd/m2 이다. 이는 상기 표시패널(100)을 정면이나 측면에서 바라볼 때 빛샘이 나타나지 않음을 의미한다.

상기 두께방향 굴절율(Nz)이 상기 약 1.65보다 작거나 큰 경우, 방위각(φ)이 0도인 방향에서는 상기 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.65인 경우와 비슷한 휘도값을 갖는다. 그러나, 방위각(φ)이 45도인 방향에서는 극각(θ)이 증가함에 따라 휘도값이 증가함을 알 수 있다. 예를 들면, 곡선 D62의 경우 방위각(φ)이 0도이고, 극각(θ)이 60도인 방향에서 휘도값은 약 0.001cd/m2 이고, 방위각(φ)이 45도이 고, 극각(θ)이 60도인 방향에서 휘도값이 약 0.018cd/m2 이다. 이는 상기 표시패널(100)을 정면에서 바라볼 때 빛샘이 나타나지 않으나, 측면에서 바라볼 때 빛샘이 나타남을 의미한다.

상기한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.55 내지 약 1.75일 때, 낮은 휘도값을 가지며 정면 및 측면에서의 휘도값의 차이가 적음을 알 수 있다. 즉, 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 325nm인 경우, 상기 액정층(140)의 상기 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.55 내지 약 1.75일 때 빛샘 현상이 가장 많이 개선됨을 알 수 있다. 그러나 이는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 325nm인 경우로, 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)에 따라 변경될 수 있다.

도 5a 및 5b는 도 1의 제1 및 제2 λ/4 위상차판의 두께방향 굴절율에 따른 명도 대비비를 설명하기 위한 그래프들이다.

도 5a는 수평 시야각 방향에서의 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)에 따른 명도 대비비(Contrst ration, CR)를 나타낸 그래프이다. 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)은 약 325nm이다.

예를 들면, 곡선 A1은 방위각(φ) = 0도, 극각(θ) = -60도인 방향에서 측정된 명도 대비비를 나타낸 것으로, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.4 일 때, 명도 대비비는 약 9.9이다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.5일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 11.4이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절 율(Nz)이 약 1.6일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 18.9이다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.7일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 24.0이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.8일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 33.9이다.

곡선 A2는 방위각(φ) = 0도, 극각(θ) = 60도인 방향에서 측정된 명도 대비비를 나타낸 것으로, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율이(Nz) 약 1.4 일 때, 명도 대비비는 약 11.9이다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.5일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 12.7이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.6일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 21.9이다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.7일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 27.0이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.8일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 38.0이다.

도 5b는 대각 방향에서의 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율에 따른 명도 대비비(Contrst ration, CR)를 나타낸 그래프이다.

예를 들면, 곡선 B1은 방위각(φ) = 45도, 극각(θ) = -60도인 방향에서 측정된 명도 대비비를 나타낸 것으로, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.4 일 때, 명도 대비비는 약 11.0이다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.5일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 10.8이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절 율(Nz)이 약 1.6일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 10.6이다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.7일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 7.8이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.8일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 6.6이다.

곡선 B2는 방위각(φ) = 45도, 극각(θ) = 60도인 방향에서 측정된 명도 대비비를 나타낸 것으로, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.4 일 때, 명도 대비비는 약 11.6이다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.5일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 11.1이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.6일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 10.8이다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.7일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 8.2이고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.8일 때, 곡선 A1의 명도 대비비는 약 7.0이다.

상기 곡선들을 살펴보면, 수평 시야각 측면에서는 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 증가할수록 명도 대비비가 증가함을 알 수 있다. 한편, 대각 시야각 측면에서는 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 증가할수록 명도 대비비가 감소됨을 알 수 있다.

상기한 바와 같이, 수평 시야각에서의 명도 대비비 특성과 대각 시야각에서의 명도 대비비 특성이 트레이드 오프(Trade-off) 관계 이므로, 표시장치의 특성에 맞추어 적절한 두께방향 굴절율(Nz)을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 수평 시야각 특성에 가중치를 두는 경우, 상기 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.8일 때 명도 대비비가 가장 좋다. 이와 달리, 대각 시야각 특성에 가중치를 두는 경우, 상기 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.65일 때 명도 대비비가 가장 좋다.

본 실시예에 따르면, 상기 제2 편광자(330)의 상부에 상기 저반사 필름(310)을 구비하고, 상기 제2 편광자(330) 및 상기 제2 기판(130) 사이에 상기 제2 λ/4 위상차판(340)을 구비함으로써, 상기 외부광(a)의 반사에 의한 눈부심을 방지할 수 있다. 또한, 상기 표시패널(100)의 상측 및 하측에 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)을 배치하고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)을 조절하여 측면에서의 빛샘을 개선함으로써, 상기 표시 장치의 시야각을 향상시킬 수 있다

실시예 2

도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 표시 장치를 도시한 단면도이다. 도 7은 도 6의 표시 장치에 따른 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 제1 편광판(200)이 보상 필름으로서 포지티브 에이-플레이트(Positive A-plate)(240)를 더 포함하는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 실시예 1에 따른 표시장치와 실질적으로 동일하므로 중복되는 부분은 생략한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제1 편광판(200)은 제1 보호층(210), 제1 편광자(220), 제1 λ/4 위상차판(230) 및 포지티브 에이-플레이트(240)를 포함한다. 상기 제2 편광판(300)은 저반사 필름(310), 제2 보호층(320), 제2 편광자(330) 및 제2 λ/4 위상차판(340)을 포함한다.

상기 제1 편광자(220)는 상기 제1 보호층(210)과 상기 포지티브 에이-플레이트(240) 사이에 배치된다. 상기 제1 편광자(220)는 제1 방향(D1)과 평행한 제1 흡수축(220a)을 갖고, 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)과 평행하는 제1 편광축(220b)을 갖는다. 상기 제1 편광자(220)는 제1 면(221) 및 상기 제1 면(221)에 반대되는 제2 면(222)을 포함한다.

상기 포지티브 에이-플레이트(240)는 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221) 상부에 배치되고, 상기 제1 편광축(220b)과 평행한 보상축(240a)을 갖는다. 상기 포지티브 에이-플레이트(240)는 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221)과 마주하는 제1 면(241) 및 상기 제1 면(241)에 반대하는 제2 면(242)을 포함한다.

상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 약 70nm 내지 약 140nm일 수 있다. 상기 포지티브 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 {(nx + ny)/2 - nz} * d 이다. 여기서 nx는 x축 방향으로의 굴절율이고, ny는 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로의 굴절율이고, nz는 상기 x축 및 y축 방향들과 직교하는 z축 방향으로의 굴절율이다. 상기 d는 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께를 의미한다.

도 8은 도 7에 도시된 포지티브 에이-플레이트의 특성을 나타낸 그래프이다.

도 8을 참조하면, 제1 포지티브 면내 분산 지연값(Ro1)은 녹색광 파장에서의 면내 위상 지연값(Ro)에 대한 청색광 파장에서의 면내 위상 지연값(Ro)의 비로 정 의된다. 상기 제1 포지티브 면내 분산 지연값(Ro1)은 약 1.013이다. 여기서, 상기 녹색광 파장은 약 550nm이고, 상기 청색광 파장은 약 450nm이다.

제2 포지티브 면내 분산 지연값(Ro2)은 상기 녹색광 파장에서의 면내 위상 지연값(Ro)에 대한 적색광 파장에서의 면내 위상 지연값(Ro)의 비로 정의된다. 상기 제2 포지티브 면내 분산 지연값(Ro2)은 약 0.996이다. 여기서, 상기 적색광 파장은 약 650nm이다.

제1 포지티브 두께 분산 지연값(Rth1)은 상기 녹색광 파장에서의 두께방향 위상 지연값(Rth)에 대한 상기 청색광 파장에서의 두께방향 위상 지연값(Rth)의 비로 정의된다. 상기 제1 포지티브 두께 분산 지연값(Rth1)은 약 0.996으로, 상기 제1 포지티브 면내 분산 지연값과 실질적으로 동일하다.

제2 포지티브 두께 분산 지연값(Rth2)은 상기 녹색광 파장에서의 두께방향 위상 지연값(Rth)에 대한 상기 적색광 파장에서의 두께방향 위상 지연값(Rth)의 비로 정의된다. 상기 제2 포지티브 두께 분산 지연값(Rth2)은 약 0.998로, 상기 제2 포지티브 면내 분산 지연값과 동일하다.

다시, 도 7을 참조하면, 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 제2 면(242) 상부에 배치된다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 편광자(220)의 상기 제1 편광축(220b)과 45도 또는 135도를 이루는 제1 지상축(Slow Axis)(230a)을 갖는다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 제2 면(242)과 마주하는 제1 면(231) 및 상기 제1 면(231)에 반대하는 제2 면(231)을 포함한다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 제2 면(231)은 상기 제1 기판(110)의 제2 면(112)과 결합된다.

상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 표시패널(100)의 상부, 즉 상기 제2 기판(130)의 제2 면(132) 상부에 배치된다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 제1 지상축(230a)과 직교하는 제2 지상축(340a)을 갖는다. 상기 제2 지상축(340a)은 상기 제2 편광자(330)의 제2 편광축(330b)에 대해 45도 또는 135도 경사를 이룬다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 제2 기판(130)의 제2 면(132)과 마주하는 제1 면(341) 및 상기 제1 면(341)에 반대되는 제2 면(342)을 포함한다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 제2 면(342)은 상기 제2 편광자(330)의 제1 면(331)과 마주한다.

상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)은 약 550nm 파장에서 275nm 내지 320nm의 위상 지연값(△nd)을 갖는 액정층(140)에 대하여 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율(Nz)을 가질 수 있다.

상기 제2 편광자(330)는 상기 제2 λ/4 위상차판(340)의 제2 면(342) 상부에 배치된다. 상기 제2 편광자(330)는 상기 제1 흡수축(220a)과 직교하는 제2 흡수 축(330a)을 갖고, 상기 제2 흡수축(330a)과 직교하는 제2 편광축(330b)을 갖는다. 상기 제2 편광자(330)의 제2 면(332)에 반대하는 제1 면(341)에는 상기 제2 보호층(320)이 부착된다.

도 9a 내지 도 9h는 도 6의 포지티브 에이-플레이트의 두께방향 위상 지연값에 따른 휘도 분포를 나타낸 그래프이다.

도 9a는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.35이며, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 70nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다.

본 실시예에서는 휘도값이 약 0.015cd/m2 이상인 경우 빛샘으로 간주하기로한다.

도 9a를 참조하면, 극각(θ)이 약 60도 이고 방위각(φ)이 약 0도 내지 약 30도인 지점, 및 극각(θ)이 약 60도 이고 방위각(φ)이 약 180도 내지 약 210도인 지점에서의 휘도값은 약 0.015 ~ 약 0.020cd/m2으로, 빛샘 현상이 나타났다. 그러나, 보상필름을 사용하지 않은 경우, 즉 도 3a와 비교해 보면 상기 포지티브 에이-플레이트(240)에 의해 방위각(φ)이 약 90도 내지 약 120도인 지점 및 방위각(φ)이 약270도 내지 300인 지점에서의 빛샘 현상은 개선됨을 알 수 있다.

도 9b는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.35이며, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 80nm 인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 9c는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.35이며, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 90nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 9d는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.35이며, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 100nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다.

도 9b 내지 도 9d를 참조하면, 도 3a와 비교할 때 빛샘 현상이 개선됨을 알수 있었다. 특히, 방위각(φ) 약 90도 내지 약 120도인 지점 및 방위각(φ) 약 270도 내지 300인 지점에서 발생하던 빛샘 현상이 많이 개선되었다.

도 9e는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.35이며, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 110nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 9f는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.35이며, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 120nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다.

도 9e 및 도 9f를 참조하면, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 110nm 및 약 120nm일 경우, 도 3a와 비교할 때 전체적으로 휘도값이 낮게(예를 들면, 약 0.010cd/m2 이하)나타남을 확인할 수 있었다. 즉, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)에 의해 전방위에 대해 빛샘 현상이 개선됨을 확인할 수 있었다.

도 9g는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.35이며, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 130nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 9h는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.35이며, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 140nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다.

도 9g 및 도 9h를 참조하면, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 130nm 및 약 140nm일 경우, 도 3a와 비교할 때 방위각(φ)이 약 0도 내지 약 30도인 지점, 및 방위각(φ)이 약 180도 내지 약 210인 지점에서의 빛샘 현상이 개선됨을 확인할 수 있었다.

상기 휘도 분포들을 살펴보면, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)와 같은 보상필름을 사용하는 경우 상기 보상필름을 사용하지 않는 표시장치 대비 빛샘 현상을 개선됨을 알 수 있다. 특히, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 110nm에서 약 120nm일 때, 빛샘 현상이 가장 많이 개선됨을 알 수 있다. 그러나 이는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm인 경우로, 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 편광자(220) 및 상기 제1 λ/4 위상차판(230) 사이에 측면에서의 상기 액정층(140)의 위상차를 보상할 수 있는 상기 포지티브 에이-플레이트(240)를 구비함으로써, 측면에서의 빛샘 현상을 개선하여 시야각을 향상시킬 수 있다.

실시예 3

도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 11은 도 10의 표시 장치의 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 제1 편광판(200)이 보상 필름으로서 네가티브 씨- 플레이트(Negative C-plate)(250)를 더 포함하는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 실시예 1에 따른 표시장치와 실질적으로 동일하므로 중복되는 부분은 생략한다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 제1 편광판(200)은 제1 보호층(210), 제1 편광자(220) 제1 λ/4 위상차판(230) 및 네가티브 씨-플레이트(250)를 포함한다. 상기 제2 편광판(300)은 저반사 필름(310), 제2 보호층(320), 제2 편광자(330) 및 제2 λ/4 위상차판(340)을 포함한다.

상기 제1 편광자(220)는 상기 제1 보호층(210)과 상기 네가티브 씨-플레이트(250) 사이에 배치된다. 상기 제1 편광자(220)는 제1 방향(D1)과 평행한 제1 흡수축(220a)을 갖고, 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)과 평행하는 제1 편광축(220b)을 갖는다. 상기 제1 편광자(220)는 제1 면(221) 및 상기 제1 면(221)에 반대되는 제2 면(222)을 포함한다.

상기 네가티브 씨-플레이트(250)는 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221) 상부에 배치되고, 상기 제1 편광축(220b)과 평행한 보상축(250a)을 갖는다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)은 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221)과 마주하는 제1 면(251) 및 상기 제1 면(251)에 반대하는 제2 면(252)을 포함한다.

상기 네가티브 씨-플레이트(250)는 nx = ny > nz의 수식을 만족하는 위상 지연 필름이다. 여기서, 상기 nx는 x축 방향으로의 굴절율이고, 상기 ny는 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로의 굴절율이며, 상기 nz는 상기 x축 및 y축 방향들과 직교하는 z축 방향으로의 굴절율이다. 본 실시예에서, 상기 x축 방향은 상기 제1 방향(D1)과 평행하고, 상기 y축 방향은 상기 제2 방향(D2)과 평행하다.

상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 면내 위상 지연값(Ro)은 nx = ny 이므로, '0' 값을 갖는다. 여기서, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 면내 위상 지연값(Ro)은 (nx - ny) * d 이고, 상기 d는 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께를 의미한다.

상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 nx = ny > nz 이므로 양의 값을 갖는다. 여기서, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 {(nx + ny)/2 - nz} * d 이다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)는 약 30nm 내지 약 80nm일 수 있다.

상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 제2 면(252) 상부에 배치된다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 편광자(220)의 상기 제1 편광축(220b)과 45도 또는 135도를 이루는 제1 지상축(Slow Axis)(230a)을 갖는다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 제2 면(252)과 마주하는 제1 면(231) 및 상기 제1 면(231)에 반대하는 제2 면(231)을 포함한다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 제2 면(231)은 상기 제1 기판(110)의 제2 면(112)과 결합된다.

상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 표시패널(100)의 상부, 즉 상기 제2 기판(130)의 제2 면(132) 상부에 배치된다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 제1 지상축(230a)과 직교하는 제2 지상축(340a)을 갖는다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)의 제1 면(341)은 상기 제2 기판(130)의 제2 면(132)과 마주하고, 제2 면(342)는 상기 제2 편광자(330)의 제1 면(331)과 마주한다.

상기 제2 편광자(330)는 상기 제2 λ/4 위상차판(340)의 제2 면(342) 상부에 배치된다. 상기 제2 편광자(330)는 상기 제1 흡수축(220a)과 직교하는 제2 흡수축(330a)을 갖고, 상기 제2 흡수축(330a)과 직교하는 제2 편광축(330b)을 갖는다. 상기 제2 편광자(330)의 제2 면(332)에 반대하는 제1 면(341)에는 상기 제2 보호층(320)이 부착된다.

도 12a 내지 도 12c는 도 10의 네가티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값에 따른 휘도 분포를 나타낸 그래프이다.

도 12a는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.65이며, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 10nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 12b는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.65이며, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 30nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다. 도 12c는 상기 액정층(140)의 위상 지연값(△nd)이 약 550nm 파장에서 약 325nm이고, 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)이 약 1.65이며, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 60nm인 경우의 휘도 분포를 나타낸 것이다.

도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 극각(θ)이 0도에서 20도인 범위까지는 모든 방위각에서 휘도값이 매우 낮게(예를 들면, 약 0.000cd/m2)가 나타남을 알 수 있다. 그리고 특정 지점에서의 휘도값은 극각(θ) 및 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 증가함에 따라 증가하였다.

한편, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)를 구비하지 않은 경우의 휘도 분포(도 3d 참조)와 비교해 보면, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 약 10nm 또는 30nm일 때는 상기 네가티브 씨-플레이트(250)를 구비하지 않은 경우의 휘도 분포와 유사함을 알 수 있다. 그러나, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60일 때, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)를 구비하지 않은 경우 대비 휘도값이 비교적 높게 나타나는 부분이 반시계 방향으로 쉬프트 된 것을 확일 할 수 있다. 도면에 도시하지 않았지만, 상기 휘도값이 비교적 높게 나타나는 부분이 상기 반시계 방향으로 쉬프트 되는 정도는 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 증가할수록 더 크게 나타난다. 이는 전방위에서의 휘도 분포가 대칭적으로 나타나도록 조절할 수 있음을 의미한다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 네가티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값(Rth)을 조절함으로써, 비대칭인 시야각 특성이 대칭이 되도록 개선할 수 있으므로 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

실시예 4

도 13은 본 발명의 실시예 4에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 14는 도 13의 표시 장치의 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 제1 편광판(200)이 보상 필름으로서 포지티브에이-플레이트(240) 및 네가티브 씨- 플레이트(250)를 더 포함하는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 실시예 1에 따른 표시장치와 실질적으로 동일하므로 중복되는 부분은 생략한다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 제1 편광판(200)은 제1 보호층(210), 제1 편광자(220), 제1 λ/4 위상차판(230), 및 포지티브 에이-플레이트(240) 및 네가티브 씨-플레이트(250)를 포함한다. 상기 제2 편광판(300)은 저반사 필름(310), 제2 보호층(320), 제2 편광자(330) 및 제2 λ/4 위상차판(340)을 포함한다.

상기 포지티브 에이-플레이트(240)는 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221) 상부에 배치되고, 상기 제1 편광축(220b)과 평행한 보상축(240a)을 갖는다. 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 약 70nm 내지 약 140nm일 수 있다. 상기 포지티브 에이-플레이트(240)는 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221)과 마주하는 제1 면(241) 및 상기 제1 면(241)에 반대하는 제2 면(242)을 포함한다.

상기 네가티브 씨-플레이트(250)는 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 제2 면(242) 상부에 배치되고, 상기 제1 편광축(220b)과 평행한 보상축(250a)을 갖는다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)는 약 30nm 내지 약 80nm일 수 있다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)은 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 제2 면(242)과 마주하는 제1 면(251) 및 상기 제1 면(251)에 반대하는 제2 면(252)을 포함한다.

한편, 본 실시예에서는 상기 포지티브 에이-플레이트(240)가 제1 방향(D1)에 대하여 먼저 배치되고, 다음에 상기 네가티브 씨-플레이트(250)가 배치되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)가 제1 방향(D1)에 대하여 먼저 배치되고, 다음에 상기 포지티브 에이-플레이트(240)가 배치될 수 있다.

실시예 5

도 15는 본 발명의 실시예 5에 따른 표시 장치의 단면도이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 표시패널(100)이 투과모드로 동작하는 투과형 표시 장치인 것을 제외하고는, 도 1 내지 도 5b를 참조하여 설명한 실시예 1에 따른 표시 장치와 실질적으로 동일하므로 중복되는 부분은 생략한다.

도 15를 참조하면, 상기 표시패널(100)은 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 대향하는 제2 기판(130), 및 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(130) 사이에 개재된 액정층(140)을 포함한다.

상기 제1 기판(110)은 화소 전극(120)을 포함한다. 상기 화소 전극(120)은 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 상기 제2 기판(130)은 컬러필터들(미도시) 및 상기 컬러필터들 상에 형성된 공통 전극(미도시)을 포함한다. 상기 액정층(140)은 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(130) 사이에 개재된다. 상기 액정층(140)은 수직배향(vertical alignment) 모드로 구동될 수 있다.

상기 제1 편광판(200)은 상기 표시패널(100)의 하부에 부착된다. 상기 제1 편광판(200)은 제1 보호층(210), 제1 편광자(220), 제1 λ/4 위상차판(230)를 포함할 수 있다.

상기 제1 보호층(210)은 상기 제1 편광자(220)의 하부에 배치되어 상기 제1 편광자(220)를 보호한다. 상기 제1 편광자(220)는 상기 제1 보호층(210)의 상부에 배치되어, 입사광을 특정 방향으로 편광시킨다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 기판(110)과 상기 제1 편광자(220) 사이에 배치되어 상기 제1 편광자(220)로부터 입사되는 광을 λ/4만큼 위상 지연시킨다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율(Nz)을 가질 수 있다.

상기 제2 편광판(300)은 상기 표시패널(100)의 상부에 부착된다. 상기 제2 편광판(300)은 저반사 필름(310), 제2 보호층(320), 제2 편광자(330) 및제2 λ/4 위상차판(340)을 포함할 수 있다. 상기 저반사 필름(310)은 상기 제2 보호층(320)의 상부에 형성된다. 상기 제2 보호층(320)은 상기 제2 편광자(330)의 상부에 배치되어 상기 제2 편광자(330)를 보호한다. 상기 제2 편광자(330)는 상기 제2 보호층(320)의 하부에 배치되어, 입사광을 특정 방향으로 편광시킨다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 제2 기판(130)과 상기 제2 편광자(330) 사이에 배치되어 상기 제2 기판(130)을 통해 입사되는 광을 λ/4만큼 위상 지연시킨다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율(Nz)을 가질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 제2 편광자(330)의 상부에 상기 저반사 필름(310)을 구비하고, 상기 제2 편광자(330) 및 상기 제2 기판(130) 사이에 상기 제2 λ/4 위상차판(340)을 구비함으로써, 상기 외부광(a)의 반사에 의한 눈부심을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)의 두께방향 굴절율(Nz)을 조절함으로써 대각 방향에서 빛샘 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어 시야각을 향상시킬 수 있다.

실시예 6

도 16은 본 발명의 실시예 6에 따른 표시 장치의 단면도이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 표시패널(100)이 투과모드로 동작하는 투과형 표시 장치인 것을 제외하고는, 도 6 내지 도 9h를 참조하여 설명한 실시예 2에 따른 표시 장치와 실질적으로 동일하므로 중복되는 부분은 생략한다.

도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 표시패널(100), 상기 표시 패널(100)의 하부에 부착되는 제1 편광판(200), 상기 표시패널(100)에 부착되는 제2 편광판(300) 및 상기 제1 편광판(200)의 하부에 배치되어 상기 표시 패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(400)을 포함한다.

상기 제1 편광판(200)은 제1 보호층(210), 제1 편광자(220), 포지티브 에이-플레이트(240) 및 제1 λ/4 위상차판(230)을 포함한다. 상기 제2 편광판(300)은 저반사 필름(310), 제2 보호층(320), 제2 편광자(330) 및 제2 λ/4 위상차판(340)을 포함한다.

상기 제1 편광자(220)는 상기 제1 보호층(210)과 상기 포지티브 에이-플레이트(240) 사이에 배치된다. 상기 포지티브 에이-플레이트(240)는 상기 제1 편광자(220)의 상부에 배치되고, 상기 제1 편광자(220)의 편광축과 평행한 지상축을 갖는다.

상기 포지티브 에이-플레이트(240)는 약 70nm 내지 약 140nm의 두께방향 위상 지연값(Rth)을 가질 수 있다. 상기 포지티브 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 {(nx + ny)/2 - nz} * d 이다. 여기서 nx는 x축 방향으로의 굴절율이고, ny는 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로의 굴절율이고, nz는 상기 x축 및 y축 방향들과 직교하는 z축 방향으로의 굴절율이며, d는 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께이다.

상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 상부에 배치된다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 편광자(220)의 상기 편광축과 45도 또는 135도를 이루는 지상축(Slow Axis)을 갖는다.

상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 표시패널(100)의 상부에 배치되고, 상기 제2 편광자(330)의 제2 편광축(330b)에 대해 45도 또는 135도를 이루는 지상축(Slow Axis)을 갖는다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 지상축과 상기 제2 λ/4 위상차판(340)의 지상축은 서로 직교한다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)은 약 550nm 파장에서 275nm 내지 320nm의 위상 지연값(△nd)을 갖는 액정층(140)에 대하여 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율(Nz)을 가질 수 있다.

상기 제2 편광자(330)는 상기 제2 λ/4 위상차판(340)의 상부에 배치된다. 상기 제2 편광자(330)는 상기 제1 편광자(220)의 편광축과 직교하는 편광축을 갖는다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 편광자(220) 및 상기 제1 λ/4 위상차판(230) 사이에 상기 포지티브 에이-플레이트(240)를 구비하고, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)을 조절함으로써, 측면에서의 빛샘 현상을 개선하여 시야각을 향상시킬 수 있다.

실시예 7

도 17은 본 발명의 실시예 7에 따른 표시 장치의 단면도이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 표시패널(100)이 투과모드로 동작하는 투과형 표시 장치인 것을 제외하고는, 도 10 내지 도 12c를 참조하여 설명한 실시예 3에 따른 표시 장치와 실질적으로 동일하므로 중복되는 부분은 생략한다.

도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 표시패널(100), 상기 표시 패널(100)의 하부에 부착되는 제1 편광판(200), 상기 표시패널(100)에 부착되는 제2 편광판(300) 및 상기 제1 편광판(200)의 하부에 배치되어 상기 표시 패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(400)을 포함한다.

상기 제1 편광자(220)는 상기 제1 보호층(210)과 상기 네가티브 씨-플레이트(250) 사이에 배치된다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)는 상기 제1 편광자(220)의 상부에 배치되고, 상기 제1 편광자(220)의 편광축과 평행한 지상축을 갖는다.

상기 네가티브 씨-플레이트(250)는 상기 제1 편광자(220)의 상부에 배치되고, 상기 제1 편광자(220)의 편광축과 평행한 지상축을 갖는다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 면내 위상 지연값(Ro)은 nx = ny 이므로, '0' 값을 갖는다. 여기서, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 면내 위상 지연값(Ro)은 (nx - ny) * d 이고, 상기 d는 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께를 의미한다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 nx = ny > nz 이므로 양의 값을 갖는다. 여기서, 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 {(nx + ny)/2 - nz} * d 이다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)는 약 30nm 내지 약 80nm 두께방향 위상 지연값(Rth)을 가질 수 있다.

상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 상부에 배치된다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 편광자(220)의 상기 편광축과 45도 또는 135도를 이루는 지상축(Slow Axis)을 갖는다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 표시패널(100)의 상부에 배치되고, 상기 제2 편광자(330)의 편광축에 대해 45도 또는 135도를 이루는 지상축(Slow Axis)을 갖는다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 지상축과 상기 제2 λ/4 위상차판(340)의 지상축은 서로 직교한다. 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판(230, 340)은 약 550nm 파장에서 275nm 내지 320nm의 위상 지연값(△nd)을 갖는 액정층(140)에 대하여 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율(Nz)을 가질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 편광자(220) 및 상기 제1 λ/4 위상차판(230) 사이에 상기 네가티브 씨-플레이트(250)를 구비하고, 상기 네가티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값(Rth)을 조절함으로써, 대각 비대칭인 시야각 특성이 대각 대칭이 되도록 개선할 수 있으므로 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

실시예 8

도 18은 본 발명의 실시예 8에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 19는 도 18 표시 장치에 따른 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 표시패널(100)이 투과모드로 동작하는 투과형 표시 장치이고, 포지티브 에이-플레이트(240) 및 네가티브 씨-플레이트(250)의 배치관계가 다른 것을 제외하고는, 도 13을 참조하여 설명한 실시예 4에 따른 표시 장치와 실질적으로 동일하므로 중복되는 부분은 생략한다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 제1 편광판(200)은 제1 보호층(210), 제1 편광자(220), 제1 λ/4 위상차판(230), 및 포지티브 에이-플레이트(240) 및 네가티브 씨-플레이트(250)를 포함한다. 상기 제2 편광판(300)은 저반사 필름(310), 제2 보호층(320), 제2 편광자(330) 및 제2 λ/4 위상차판(340)을 포함한다.

상기 네가티브 씨-플레이트(250)는 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221) 상부에 배치되고, 상기 제1 편광축(220b)과 평행한 보상축(250a)을 갖는다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 두께방향 위상 지연값(Rth)는 약 30nm 내지 약 80nm일 수 있다. 상기 네가티브 씨-플레이트(250)은 상기 제1 편광자(220)의 제1 면(221)과 마주하는 제1 면(251) 및 상기 제1 면(251)에 반대하는 제2 면(252)을 포함한다.

상기 포지티브 에이-플레이트(240)는 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 제2면(252) 상부에 배치되고, 상기 제1 편광축(220b)과 평행한 보상축(240a)을 갖는다. 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 약 70nm 내지 약 140nm일 수 있다. 상기 포지티브 에이-플레이트(240)는 상기 네가티브 씨-플레이트(250)의 제2 면(252)과 마주하는 제1 면(241) 및 상기 제1 면(241)에 반대하는 제2 면(242)을 포함한다.

상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 제2 면(242) 상부에 배치된다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 제1 편광자(220)의 상기 제1 편광축(220b)과 45도 또는 135도를 이루는 제1 지상축(Slow Axis)(230a)을 갖는다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)은 상기 포지티브 에이-플레이트(240)의 제2 면(242)과 마주하는 제1 면(231) 및 상기 제1 면(231)에 반대하는 제2 면(231)을 포함한다. 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 제2 면(231)은 상기 제1 기판(110)의 제2 면(112)과 결합된다.

상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 표시패널(100)의 상부, 즉 상기 제2 기 판(130)의 제2 면(132) 상부에 배치된다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)은 상기 제1 λ/4 위상차판(230)의 제1 지상축(230a)과 직교하는 제2 지상축(340a)을 갖는다. 상기 제2 λ/4 위상차판(340)의 제1 면(341)은 상기 제2 기판(130)의 제2 면(132)과 마주하고, 제2 면(342)는 상기 제2 편광자(330)의 제1 면(331)과 마주한다.

한편, 본 실시예에서는 네가티브 씨-플레이트(250)가 제1 방향(D1)에 대하여 먼저 배치되고, 다음에 상기 포지티브 에이-플레이트(240)가 배치되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 포지티브 에이-플레이트(240)가 제1 방향(D1)에 대하여 먼저 배치되고, 다음에 상기 네가티브 씨-플레이트(250)가 배치될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 표시패널의 상측 및 하측에 제1 및 제2 λ/4 위상차판을 배치하고, 상기 제1 및 제2 λ/4 위상차판 의 두께방향 굴절율을 조절함으로써 측면에서의 빛샘을 개선할 수 있다. 또한, 상기 표시패널의 하측에 배치되는 제1 편광자 및 제1 λ/4 위상차판 사이에 상기 액정층의 위상차를 보상할 수 있는 보상필름을 구비함으로써, 측면에서의 빛샘 또는 대각 비대칭인 시야각 특성이 대각 대칭이 되도록 개선할 수 있다. 따라서, 표시장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 3a 내지 도 3g는 도 1의 제1 및 제2 λ/4 위상차판의 두께방향 굴절율에 따른 휘도 분포를 설명하기 위한 그래프들이다.

도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 7은 도 6의 표시 장치에 따른 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.

도 8은 도 7에 도시된 포지티브 에이-플레이트의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 9a 내지 도 9h는 도 6의 포지티브 에이-플레이트의 두께방향 위상 지연값에 따른 휘도 분포를 설명하기 위한 그래프들이다.

도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 11은 도 10의 표시 장치에 따른 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.

도 12a 내지 도 12c는 도 10의 네가티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값에 따른 휘도 분포를 설명하기 위한 그래프들이다.

도 13은 본 발명의 실시예 4에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 14는 도 13의 표시 장치의 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.

도 15는 본 발명의 실시예 5에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 16은 본 발명의 실시예 6에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 17은 본 발명의 실시예 7에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 18은 본 발명의 실시예 8에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 19는 도 18 표시 장치에 따른 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 표시패널 110 : 제1 기판

120 : 화소 전극 130 : 제2 기판

140 : 액정층 200 : 제1 편광판

210 : 제1 보호층 220 : 제1 편광자

230 : 제1 λ/4 위상차판 240 : 포지티브 에이-플레이트

250 : 네가티브 에이-플레이트 300 : 제2 편광판

310 : 저반사 필름 320 : 제2 보호층

330 : 제2 편광자 340 : 제2 λ/4 위상차판

400 : 백라이트 유닛

Claims

편광축을 갖는 편광자;

상기 편광자 상부에 배치되고 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 λ/4 위상차판; 및

상기 편광자와 상기 λ/4 위상차판 사이에 배치된 보상필름을 포함하고,

상기 보상필름은 두께방향 위상 지연값이 30nm 내지 80nm인 네가티브 씨-플레이트인 것을 특징으로 하는 편광판.
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편광축을 갖는 편광자;

상기 편광자 상부에 배치되고, 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 λ/4 위상차판;

상기 편광자와 상기 λ/4 위상차판 사이에 배치된 포지티브 에이-플레이트; 및

상기 포지티브 에이-플레이트 상부에 배치된 네가티브 씨-플레이트를 포함하는 편광판.
제5항에 있어서, 상기 포지티브 에이-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 70nm 내지 140nm이고, 상기 네가티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 30nm 내지 80nm인 것을 특징으로 하는 편광판.
편광축을 갖는 편광자;

상기 편광자 상부에 배치되고, 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 λ/4 위상차판;

상기 편광자와 상기 λ/4 위상차판 사이에 배치된 네가티브 씨-플레이트; 및

상기 네가티브 씨-플레이트 상부에 배치된 포지티브 에이-플레이트를 포함하는 편광판.
제7항에 있어서, 상기 포지티브 에이-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 70nm 내지 140nm이고, 상기 네가티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 30nm 내지 80nm인 것을 특징으로 하는 편광판.
화소전극을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판의 제1 면과 상기 제2 기판의 제1 면 사이에 개재된 액정층을 구비하는 표시패널;

상기 제1 기판의 제2 면 상부에 배치되고 제1 편광축을 갖는 제1 편광자, 및 상기 제1 기판의 제2 면과 상기 제1 편광자 사이에 배치되고 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제1 λ/4 위상차판을 포함하는 제1 편광판; 및

상기 제2 기판의 제2 면 상부에 배치되고 상기 제1 편광축과 교차하는 제2 편광축을 갖는 제2 편광자, 및 상기 제2 기판의 제2 면과 상기 제2 편광자 사이에 배치되고 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제2 λ/4 위상차판을 포함하는 제2 편광판을 포함하고,

상기 액정층의 위상 지연값은 550nm 파장에서 275nm 내지 320nm이고,

상기 제1 편광판은 상기 제1 편광자와 상기 제1 λ/4 위상차판 사이에 배치되어 상기 액정층의 위상차를 보상하는 보상필름을 더 포함하고,

상기 보상필름은 두께방향 위상 지연값이 30nm 내지 80nm인 네가티브 씨-플레이트인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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화소전극을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판의 제1 면과 상기 제2 기판의 제1 면 사이에 개재된 액정층을 구비하는 표시패널;

상기 제1 기판의 제2 면 상부에 배치되고 제1 편광축을 갖는 제1 편광자, 상기 제1 기판의 제2 면과 상기 제1 편광자 사이에 배치되고 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제1 λ/4 위상차판, 상기 제1 편광자와 상기 제1 λ/4 위상차판 사이에 배치된 포지티브 에이-플레이트, 및 상기 제1 편광자와 상기 제1 λ/4 위상차판 사이에 배치된 네가티브 씨-플레이트를 포함하는 제1 편광판; 및

상기 제2 기판의 제2 면 상부에 배치되고 상기 제1 편광축과 교차하는 제2 편광축을 갖는 제2 편광자, 및 상기 제2 기판의 제2 면과 상기 제2 편광자 사이에 배치되고 1.35 내지 2.05의 두께방향 굴절율을 갖는 제2 λ/4 위상차판을 포함하는 제2 편광판을 포함하는 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 포지티브 에이-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 70nm 내지 140nm이고, 상기 네가티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 30nm 내지 80nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 포지티브 에이-플레이트는 상기 편광자의 상부에 배 치되고, 상기 네가티브 씨-플레이트는 상기 포지티브 에이 플레이트의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 네가티브 씨-플레이트는 상기 편광자의 상부에 배치되고, 상기 포지티브 에이-플레이트는 상기 네가티브 씨-플레이트의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.