KR19990024025A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR19990024025A
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슈이치 코자키
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쓰지 하루오
샤프 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 액정 표시 장치는 한 쌍의 기판과 그 사이에 액정층을 갖는 액정셀; 상기 액정셀을 사이에 갖는 한 쌍의 편광판; 및 적어도 하나의 편광판과 액정셀 사이에 제공된 위상차 보상 소자를 포함한다. 상기 액정셀의 표면에 평행한 면내의 굴절율 이방성치는 백표시에서 보다 흑표시에서 더 작다. 상기 위상차 보상 소자는 서로 수직인 x, y 및 z축 방향으로 세 개의 주 굴절율 nx, ny 및 nz를 가지며, nx와 ny가 액정셀 표면에 평행한 면내의 주 굴절율일 때 nz는 상기 액정셀의 두께 방향의 주 굴절율이고, 여기서 x축은 액정 표시 장치의 관찰자측에 가까이 있는 편광판의 흡수축에 평행하며, 주 굴절율 nx, ny 및 nz는 하기 식 nz(nx+ny)/2; 및 nx≠ny를 만족시킨다.

Description

액정 표시 장치
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 개인용 컴퓨터, 워드 프로세서, 오락 기기 또는 TV의 평면 표시, 또는 셔터 효과를 이용하는 표시 장치에 사용하기 적합한 넓은 시야각을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 발명자는 액정 분자가 각 화소에서 축대칭 패턴으로 배향된 ASM 방식(Axially Symmetric Aligned Microcell Mode)을 개시하였다(일본 특허공개공보 7-120728호). 이 방식에서, 액정 재료와 광경화성 수지의 혼합물의 상분리를 이용하여 액정 분자를 축대칭 패턴으로 배향시킨다. 상기 방식에서 사용된 Np형 액정 재료는 축대칭 액정 분자가 전압 인가에 의해 기판에 수직으로 배향되도록 한다.
상기 종래의 ASM 방식의 액정 표시 장치는 유전율 이방성 Δε이 양수인 액정 재료를 사용한다. 이 표시 방식은 액정 분자가 축대칭으로 배향하기 때문에 어떤 방향으로도 우수한 표시 특성을 나타낸다. 그러나, 편광판의 각 흡수축이 크로스 니콜 배치일 때, 시야 특성이 악화되는 경향이 있다. 또한, 넓은 면적을 갖는 블랙 매트릭스가 OFF 상태에서 누광을 방지하는 데 필요하다. 또한, 종래의 ASM 방식은 축대칭 배향을 실현하기 위하여 복잡한 온도 조절을 필요로 하는 상분리 공정을 사용한다. 따라서, 상기 ASM 방식의 액정 표시 장치는 생산하기 어려우며 얻어진 축대칭 배향은 불안정하고, 특히 고온에서 신뢰성이 없다.
액정 표시 장치의 시야각을 개선시키거나 또는 넓히는 공지된 기술은 액정 분자를 단지 기판 표면에 거의 평행인 방향으로 이동시키는 방법; 및 액정 분자가 기판 표면에 대하여 수직인 방향으로 이동할 때 하나의 화소를 액정 분자의 상이한 배향을 갖는 복수의 영역으로 분할하는 방법을 포함한다. 전자의 기술을 사용하는 대표적인 표시 방식은 IPS(In-Plane Switching) 방식이다. 후자의 기술을 사용하는 대표적인 표시 방식은 Np(Nematic positive)형 액정 재료가 축대칭 수평 배향인 광시야각 액정 표시 방식(일본 특허공개공보 7-120728호); 수직 배향된 Nn(Nematic negative)형 액정 재료가 영역으로 분할되어 인가된 전계를 제어함으로써 다른 영역에서 상이하게 배향된 광시야각 액정 표시 방식(일본 특허공개공보 7-28068호); 및 각 화소의 Np(Nematic positive)형 액정 재료가 거의 동일하게 4영역으로 분할되어 액정 재료가 각 영역에서 상이하게 수평 배향되는 광시야각 액정 표시 방식(AM-LCD'96, 185페이지, 1996)을 포함한다.
일반적으로, 각 화소가 상이한 배향의 액정 분자를 갖는 복수의 영역으로 분할되는 후자의 기술에 있어서, 상부 편광판의 편광축(202)과 하부 편광판의 흡수축(203)[도 23b에 나타낸 바와 같이 그 사이에 액정셀(201)이 위치함] 사이를 이등분하는 축 방향의 시야각 특성은 흡수축 방향의 시야각 특성에 비하여 현저히 열등하다. 도 23a에 있어서, 극좌표계는 다음과 같이 정의된다: θ는 액정셀에 평행한 영상 평면(204)의 정상 방향과 표시를 보는 시야방향(205) 사이의 각도를 나타내며; Φ는 하부 편광판의 흡수축(203)(Φ=0°)에 대한 시야방향(205)의 방위각을 의미한다. 시야각 특성이 상기 극좌표계에서 평가될 때, 도 24에 도시된 바와 같이 이소콘트라스트 콘투어 곡선은 일반적으로 표시 방식과 관계가 없다. 따라서, 시야각은 방위각 Φ가 상부 편광판 또는 하부 편광판의 흡수축에서 이동하면 좁아진다. 도 24에 표시된 곡선(302)은 본 발명이 목적으로 하는 이소콘트라스트 콘투어 곡선을 나타낸다.
도 1은 본 발명에서 사용된 위상차 보상 소자의 굴절율에 대한 조건을 설명하는 사시도이다.
도 2는 본 발명에서 사용될 수 있는 액정셀에서 화소가 상이한 배향을 갖는 4개 이상의 영역으로 분할될 때 흑표시에서 굴절율 이방성의 근사를 설명하는 사시도이다.
도 3은 본 발명에서 사용될 수 있는 액정셀에서 화소가 상이한 배향을 갖는 2개의 영역으로 분할될 때 흑표시에서 각 영역에 대한 굴절율 이방성의 근사를 설명하는 사시도이다.
도 4는 본 발명에서 사용될 수 있는 액정셀에서 화소가 상이한 배향을 갖는 2개의 영역으로 분할될 때 흑표시에서 평균 굴절율 이방성의 근사를 설명하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 및 3에 따른 액정 표시 장치의 구조예를 설명하는 분해 사시도이다.
도 6a는 상하 편광판의 흡수축을 이등분하는 방위각에서의 시야각 변화에 따라 발생하는 누광을 설명하는 그래프이다.
도 6b는 공지된 기술에 의해, 상하 편광판의 흡수축을 이등분하는 방위각에서의 시야각 변화에 따라 발생하는 누광을 감소시키는 효과를 설명하는 그래프이다.
도 6c는 본 발명에 의해, 상하 편광판의 흡수축을 이등분하는 방위각에서의 시야각 변화에 따라 발생하는 누광을 감소시키는 효과를 설명하는 그래프이다.
도 7a는 본 발명에서 사용될 수 있는 액정셀의 구조예를 설명하는 단면도이고; 도 7b는 이의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 시야각 특성을 설명하는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 비교예 1에 따른 시야각 특성을 설명하는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 비교예 2에 따른 시야각 특성을 설명하는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2 및 4에 따른 액정 표시 장치의 구조예를 설명하는 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 2에 따른 콘트라스트비의 df·(nx-nz) 의존성을 설명하는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시예 2에 따른 콘트라스트비의 df·(nx-ny) 의존성을 설명하는 그래프이다.
도 14는 위상차 보상 소자의 x축과 편광판의 흡수축 사이의 관계를 규정하는 각도 α를 설명하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예 2에 따른 콘트라스트비의 α 의존 특성을 설명하는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시예 3에 따른 시야각 특성을 설명하는 그래프이다.
도 17은 비교예 3에 따른 시야각 특성을 설명하는 그래프이다.
도 18은 비교예 4에 따른 시야각 특성을 설명하는 그래프이다.
도 19는 본 발명의 실시예 4에 따른 콘트라스트비의 df·(nx-nz) 의존성을 설명하는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시예 4에 따른 콘트라스트비의 df·(nx-ny) 의존성을 설명하는 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시예 4에 따른 콘트라스트비의 α 의존 특성을 설명하는 그래프이다.
도 22a는 본 발명에서 사용될 수 있는 액정셀의 다양한 구조를 설명한다.
도 22b는 액정셀에서 액정 분자의 배향이 정의되는 방법을 설명하는 도면이다.
도 23a 및 23b는 본 발명에서 시야각의 정의를 설명하는 사시도이다.
도 24는 종래의 배향 분할 광 시야각 표시 방식의 대표적인 시야각 특성[이소콘트라스트 콘투어 곡선(isocontrast contour curve)] 및 본 발명에 의해 제공되는 개선 효과를 설명하는 그래프이다.
도 25a 내지 25d는 본 발명의 액정 표시 장치의 작동 원리를 설명하는 도면이며, 여기서 도 25a 및 25b는 전압 무인가시의 상태를 나타내고; 도 25c 및 25d는 전압 인가시의 상태를 나타내며; 도 25a 및 25c는 각각 액정 표시 장치의 단면도를 나타내고; 도 25b 및 25d는 각각 상기 장치의 상면을 크로스 니콜(crossed-Nicols) 상태에서 편광 현미경으로 관찰한 것을 나타낸다.
도 26은 액정 표시 장치의 전압-투과율 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 27은 최적 지연치(또는 리타데이션)보다 더 큰 지연치를 갖는 액정 표시 장치의 전압-투과율 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 28은 (Δn을 약 0.0773으로 고정시키고 dLC를 약 4㎛ 내지 약 8㎛로 변화시킬 때) dLC·Δn과 편광판의 흡수축에 대한 상이한 방위각(Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°및 Φ=135°)에서 약 10의 콘트라스트비를 갖는 시야각과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 29는 (Δn을 약 0.0773으로 고정시키고 dLC를 약 4㎛ 내지 약 8㎛로 변화시킬 때) dLC·Δn과 편광판의 흡수축에 대한 상이한 방위각(Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°및 Φ=135°)에서 약 20의 콘트라스트비를 갖는 시야각과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 30은 (Δn을 약 0.0773으로 고정시키고 dLC를 약 4㎛ 내지 약 8㎛로 변화시킬 때) dLC·Δn과 편광판의 흡수축에 대한 상이한 방위각(Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°및 Φ=135°)에서 반전각과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 31은 (Δn을 약 0.0773으로 고정시키고 dLC를 약 4㎛ 내지 약 8㎛로 변화시킬 때) dLC·Δn과 약 10V의 인가 전압에서 투과율과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 32는 (dLC를 약 5㎛로 고정시키고 Δn을 약 0.07 내지 약 0.1로 변화시킬 때) dLC·Δn과 편광판의 흡수축에 대한 상이한 방위각(Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°및 Φ=135°)에서 약 10의 콘트라스트비를 갖는 시야각과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 33은 (dLC를 약 5㎛로 고정시키고 Δn을 약 0.07 내지 약 0.1로 변화시킬 때) dLC·Δn과 편광판의 흡수축에 대한 상이한 방위각(Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°및 Φ=135°)에서 약 20의 콘트라스트비를 갖는 시야각과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 34는 (dLC를 약 5㎛로 고정시키고 Δn을 약 0.07 내지 약 0.1로 변화시킬 때) dLC·Δn과 편광판의 흡수축에 대한 상이한 방위각(Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°및 Φ=135°)에서 반전각과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 35는 (dLC를 약 5㎛로 고정시키고 Δn을 약 0.07 내지 약 0.1로 변화시킬 때) dLC·Δn과 약 10V의 인가 전압에서 투과율과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 36은 본 발명에서 사용된 위상차판의 주굴절율의 방향을 나타내는 사시도이다.
도 37a는 본 발명에서 사용될 수 있는 또 다른 위상차판의 구조예를 나타내는 단면도이다.
도 37b는 도 37a의 편광판(132b)의 구조예를 나타내는 단면도이다.
도 37c는 도 37a의 편광판(132a)의 구조예를 나타내는 단면도이다.
도 38은 편광판의 흡수축으로부터 위상차판의 저속축의 변화와 누광량 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 39는 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 편광판의 흡수축의 각 방향을 나타낸다.
도 40은 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 편광판의 흡수축의 각 방향에서 굴절율 타원체의 명백한 모양을 나타낸다.
도 41은 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 위상차판의 저속축이 편광판의 흡수축으로부터 약 45°기울어진 경우를 나타낸다.
도 42는 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 위상차판의 저속축이 편광판의 흡수축으로부터 약 45°기울어진 경우의 굴절율 타원체의 분명한 모양을 나타낸다.
도 43은 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 오프(off) 상태에서 기울어진 시야각으로부터 보이는 도 41의 표시를 나타낸다.
도 44는 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 온(on) 상태에서 기울어진 시야각으로부터 보이는 도 41의 표시를 나타낸다.
도 45는 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 편광판 흡수축의 각 방향을 나타낸다.
도 46은 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 편광판의 흡수축의 각 방향에서 굴절율 타원체의 분명한 모양을 나타낸다.
도 47은 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 오프 상태에서 기울어진 시야각으로부터 보이는 도 45의 표시를 나타낸다.
도 48은 시야각에 대한 위상차판 보상 메카니즘을 설명하는 도면이며, 온 상태에서 기울어진 시야각으로부터 보이는 도 45의 표시를 나타낸다.
도 49는 (Δn을 약 0.0773으로 고정시키고 dLC를 약 4㎛ 내지 약 8㎛로 변화시킬 때) dLC·Δn과 (면내 방향 굴절율차와 두께 방향 굴절율차의 비율이 약 4.5로 설정될 때) 최적 위상차 필름의 면내 및 법선 지연치의 관계를 나타내는 도면이다.
도 50은 (dLC를 약 5㎛로 고정시키고 Δn을 약 0.07 내지 약 0.1로 변화시킬 때) dLC·Δn과 (면내 방향 굴절율차와 두께 방향 굴절율차의 비율이 약 4.5로 설정될 때) 최적 위상차 필름의 면내 및 법선 지연치의 관계를 나타내는 도면이다.
도 51은 위상차판의 면내 굴절율차(0.001)에 대한 법선 굴절율차와 편광판의 흡수축에 대한 상이한 방위각(Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°및 Φ=135°)에서 약 10의 콘트라스트비를 갖는 시야각과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 52는 위상차판의 면내 굴절율차(0.001)에 대한 법선 굴절율차와 편광판의 흡수축에 대한 상이한 방위각(Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°및 Φ=135°)에서 약 20의 콘트라스트비를 갖는 시야각과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 53은 위상차판의 면내 굴절율차(0.001)에 대한 법선 굴절율차와 편광판의 흡수축에 대한 상이한 방위각(Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°및 Φ=135°)에서 반전각과의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 54는 dLC·Δn이 약 390㎚인 액정셀에서 위상차판의 면내 굴절율차(0.001)에 대한 법선 굴절율차의 비율을 변화시킬 때, 위상차판의 면내 지연치와 법선 지연치의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 55a는 본 발명의 실시예 5에 따른 액정 표시 장치를 설명하는 단면도이며; 도 55b는 그의 평면도이다.
도 56a는 본 발명의 실시예 5에 따른 액정셀, 편광판 및 위상차판의 배치도이며; 도 56b는 흡수축 방향과 3개의 주 굴절율중 최대인 nx방향과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 57은 실시예 5의 액정 표시 장치의 전기 광학 특성을 나타내는 그래프이다.
도 58은 실시예 5에 따른 액정 표시 장치에 있어서 콘트라스트의 시야각 특성을 나타내는 그래프이다.
도 59는 실시예 6의 액정 표시 장치의 전기 광학 특성을 나타내는 그래프이다.
도 60은 비교예 5에 따른 액정 표시 장치에 있어서 콘트라스트의 시야각 특성을 나타내는 그래프이다.
도 61은 비교예 6에 따른 액정 표시 장치에 있어서 콘트라스트의 시야각 특성을 나타내는 그래프이다.
도 62a 및 62b는 각각 실시예 7의 액정 표시 장치의 4계조 레벨 표시의 계조 특성을 나타내며, 도 62a는 상부 편광판의 흡수축 방향의 계조 특성을 나타내며; 도 62b는 상부 편광판의 흡수축으로부터 약 45°기울어진 방향의 계조 특성을 나타낸다.
도 63a 및 63b는 각각 실시예 5의 액정 표시 장치의 4계조 레벨 표시의 계조 특성을 나타내며, 도 63a는 상부 편광판의 흡수축 방향의 계조 특성을 나타내며; 도 63b는 상부 편광판의 흡수축으로부터 약 45°기울어진 방향의 계조 특성을 나타낸다.
도 64a 및 64b는 각각 실시예 8의 액정 표시 장치의 4계조 레벨 표시의 계조 특성을 나타내며, 도 64a는 상부 편광판의 흡수축 방향의 계조 특성을 나타내며; 도 64b는 상부 편광판의 흡수축으로부터 약 45°기울어진 방향의 계조 특성을 나타낸다.
도 65a 및 65b는 각각 실시예 9의 액정 표시 장치의 4계조 레벨 표시의 계조 특성을 나타내며, 도 65a는 상부 편광판의 흡수축 방향의 계조 특성을 나타내며; 도 65b는 상부 편광판의 흡수축으로부터 약 45°기울어진 방향의 계조 특성을 나타낸다.
도 66a 및 66b는 각각 실시예 10의 액정 표시 장치의 4계조 레벨 표시의 계조 특성을 나타내며, 도 66a는 상부 편광판의 흡수축 방향의 계조 특성을 나타내며; 도 66b는 상부 편광판의 흡수축으로부터 약 45°기울어진 방향의 계조 특성을 나타낸다.
도 67은 본 발명의 실시예 11에 따른 액정셀, 편광판 및 위상차판의 배치도이다.
도 68은 본 발명의 실시예 11에 따른 액정 표시 장치에 있어서 콘트라스트의 시야각 특성을 나타내는 그래프이다.
도 69는 본 발명의 실시예 12에 따른 액정셀, 편광판 및 위상차판의 배치도이다.
도 70은 본 발명의 실시예 12에 따른 액정 표시 장치에 있어서 콘트라스트의 시야각 특성을 나타내는 그래프이다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자는 액정 분자가 각 화소 영역에서 축대칭으로 배향되어 높은 콘트라스트를 가지며 어떤 방위각에서도 우수한 표시 특성을 나타내는 액정 표시 장치 및 이 액정 표시 장치를 용이하게 생산하는 방법을 제안하였다(일본 특허공개공보 8-341590호).
본 액정 표시 장치는 음의 유전율 이방성(Δε 0)을 갖는 액정 분자를 포함하는 액정층을 사이에 갖는 한 쌍의 기판; 및 상기 액정층에 인접하는 각 기판 표면상에 수직 배향층을 갖는다. 볼록부가 하나 이상의 기판상에 추가로 제공되어 각 화소 영역을 둘러싼다. 또한, 한 쌍의 편광판이 한 쌍의 기판 사이에 제공되어 편광판의 각 흡수축이 서로 수직이 된다. 이 액정 표시 장치는 복잡한 생산 공정을 필요로 하지 않으며, 전압을 인가하지 않을 때 액정 분자가 한 쌍의 기판에 대하여 거의 수직으로 배향되며, 전압 인가시에는 각 화소 영역에서 축대칭으로 배향된다.
본 액정 표시 장치에 있어서, 전압을 인가하지 않을 때 액정 분자는 한 쌍의 기판에 대하여 거의 수직으로 배향되며, 이로써 만족스러운 흑색 상태가 실현되고 표시 평면에 정상적인 시야각에 있어서 높은 콘트라스트 표시가 얻어진다. 그러나, 상이한 시야각으로부터는 (i) 편광판 자체 특성으로부터 약간의 시야각 의존성이 발생하고, 또 (ii) 수직 배향된 액정 분자의 지연치가 변하여 액정층의 지연치가 시야각 의존성을 발생시키기 때문에 누광 현상이 관찰되고, 콘트라스트비가 저하된다.
이후, 편광판 자체 특성에 의한 시야각 의존성을 설명한다. 상기 넓은 시야각 방식 액정 표시 장치에 있어서 편광판의 편광축(투과축) 방향으로 입사된 광이 액정층의 굴절율 타원체를 통과할 때, 이 광은 단지 정상 광 성분 또는 비정상 광 성분을 포함한다. 그러나, 편광판의 흡수축으로부터 45°기울어진 방향으로 입사된 광이 굴절율 타원체를 통과할 때, 이 광은 정상 및 비정상 광 성분을 모두 포함하며, 따라서 이는 타원형 편광이다. 이 경우, 편광의 진동 방향이 서로 수직인 편광판의 하나의 흡수축으로부터 이동됨에 따라 명백한 누광이 증가한다.
이후, 액정층의 다양한 지연치에 의한 시야각 의존성을 설명한다. 상술한 액정 표시 장치에 있어서, 액정 분자는 전압 인가 없이 한 쌍의 기판에 거의 수직으로 배향된다. 따라서, 지연치는 표시를 보는 방향에 따라서 변하며, 이로써 시야각 의존성이 관찰된다.
시야각 특성은 서로 수직인 편광판의 양 흡수축으로부터 약 45°의 방향에서 특히 불량하다. 이 불량한 시야각 특성은 상기 방향에 있어서 편광판의 고유 특성과 다양한 지연치가 모두 표시 장치의 시야각 특성에 영향을 주기 때문에 발생한다. 예컨대, 편광판의 흡수축에 대하여 약 45°방향에서, 표시 장치의 콘트라스트는 어떤 시야각, 예컨대 약 35°내지 약 50°에서 현저히 악화되어, 계조 레벨이 반전된다. 따라서, 표시 특성은 특히 계조 표시에 있어서 크게 악화된다.
요약
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정 표시 장치는 한 쌍의 기판과 그 사이에 액정층을 갖는 액정셀; 상기 액정셀을 사이에 갖는 한 쌍의 편광판; 및 적어도 하나의 편광판과 액정셀 사이에 제공된 위상차 보상 소자를 포함한다. 상기 액정셀의 표면에 평행한 면내의 굴절율 이방성치는 백표시에서 보다 흑표시에서 더 작다. 상기 위상차 보상 소자는 서로 수직인 x, y 및 z축 방향으로 세 개의 주 굴절율 nx, ny 및 nz를 가지며, nx와 ny가 액정셀 표면에 평행한 면내의 주 굴절율일 때 nz는 상기 액정셀의 두께 방향의 주 굴절율이고, 여기서 x축은 액정 표시 장치의 관찰자측에 가까이 있는 편광판의 흡수축에 평행하며, 주 굴절율 nx, ny 및 nz는 하기 식 nz(nx+ny)/2; 및 nx≠ny를 만족시킨다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 위상차 보상 소자는 각각 하나의 편광판과 액정셀 사이 및 다른 하나의 편광판과 액정셀 사이에 제공된다. 제 1 및 제 2위상차 보상 소자는 각각 최대 굴절율 축을 가지며, 이 축을 따라 위상차 보상 소자는 액정셀 표면에 평행한 면내에서 최대 굴절율을 나타내며, 상기 축은 서로 수직이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 각 제 1 및 제 2위상차 보상 소자의 최대 굴절율 축은 위상차 보상 소자에 인접하는 하나의 편광판의 흡수축에 대하여 수직이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정층은 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 재료를 포함하며, 여기서 네마틱 액정 재료의 액정 분자는 인가 전압이 없을 때 기판에 대하여 거의 수직으로 배향된다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정층은 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 재료를 포함하며, 여기서 네마틱 액정 재료의 액정 분자는 인가 전압이 없을 때 기판에 대하여 거의 수직으로 배향된다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정셀은 복수의 화소 영역을 포함하고, 각 화소 영역은 각각 액정 분자의 상이한 배향을 갖는 두 개 이상의 액정 영역을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정셀은 복수의 화소 영역을 포함하며, 액정 분자의 배향은 각 화소 영역에 있어서 연속적으로 변한다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정 분자의 복굴절율 Δn, 액정층의 평균 두께 dLC, 및 위상차 보상 소자의 두께 df가 하기 식 0≤{df·(nx-ny)}/(dLC·Δn)≤0.12; 및 0.05≤{df·(nx-nz)}/(dLC·Δn)≤0.69를 만족시킨다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정층은 복수의 액정 영역을 포함한다. 한 쌍의 기판은 각각 액정층에 가까운 표면에 수직 배향층을 가지며, 액정 분자는 전압 인가시에 각 액정 영역에 축대칭으로 배향된다. 한 쌍의 편광판의 각 편광축은 서로 수직이다. 위상차 보상 소자는 음의 복굴절율을 가지며 nxnynz의 관계를 갖는다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 위상차 보상 소자는 액정셀과 각 편광판 사이에 제공된다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 위상차 보상 소자는 면내 방향과 두께 방향으로 각각의 지연치를 갖는 2축 필름, 또는 면내 방향으로 지연치를 갖는 단축 필름과 두께 방향으로 지연치를 갖는 단축 필름이 함께 부착되어 얻어진 적층 필름을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 위상차 보상 소자의 x축은 위상차 보상 소자에 인접하는 하나의 편광판의 흡수축에 대하여 실질적으로 수직이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 위상차 보상 소자의 x축과 편광판의 흡수축에 대한 수직 방향 사이의 각도 이동은 1°이하이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 면내 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-ny)는 액정층의 지연치 dLC·Δn 미만이고, 여기서 Δn은 액정 분자의 복굴절율; dLC는 액정층의 평균 두께; df는 위상차 보상 소자의 두께를 나타낸다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정층의 지연치 dLC·Δn은 300㎚ 내지 550㎚의 범위이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정 분자의 복굴절율 Δn, 액정층의 평균 두께 dLC, 및 위상차 보상 소자의 두께 df가 하기 식 0≤{df·(nx-ny)}/(dLC·Δn)≤0.13; 및 0≤{df·(nx-nz)}/(dLC·Δn)≤0.72를 만족시킨다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 두께 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-nz)는 액정층의 지연치 dLC·Δn 미만이고, 여기서 Δn은 액정 분자의 복굴절율; dLC는 액정층의 평균 두께; df는 위상차 보상 소자의 두께를 나타낸다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정층의 지연치 dLC·Δn은 300㎚ 내지 550㎚의 범위이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 액정 분자의 복굴절율 Δn, 액정층의 평균 두께 dLC, 및 위상차 보상 소자의 두께 df가 하기 식 0≤{df·(nx-ny)}/(dLC·Δn)≤0.13; 및 0≤{df·(nx-nz)}/(dLC·Δn)≤0.72를 만족시킨다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 위상차 보상 소자가 하기 식 0.035≤{df·(nx-ny)}/(dLC·Δn)≤0.15를 만족시킨다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 두께 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-nz)는 0 초과이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 면내 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-ny)와 두께 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-nz)의 비율은 2 이상이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 면내 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-ny)와 두께 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-nz)의 비율은 약 3 내지 약 6의 범위이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 위상차 보상 소자의 평균 복굴절율은 약 1.4 내지 약 1.7이다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 방현층(antiglare layer)은 액정 표시 장치를 바라보는 관찰자에 가까이 있는 하나의 편광판 표면에 제공된다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 반사 방지막은 방현층 표면에 제공된다.
따라서, 본 발명은 관찰 방향이 흡수축으로부터 이동할 때 시야각 특성이 저하되는 것을 방지하는 일반적으로 축대칭 시야각 특성을 갖는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 특성은 당업자가 하기 상세한 설명을 첨부된 도면을 참조하여 독해한다면 분명히 알 수 있을 것이다.
실시 형태
실시 형태 1
이후, 본 발명의 실시 형태 1을 설명한다.
본 발명의 실시 형태 1에 있어서, 위상차 보상 소자는 액정셀과 편광판 사이에 삽입된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 위상차 보상 소자는 면내 평균 굴절율(nx, ny)이 두께 방향의 굴절율(nz)에 비하여 크며, 면내에 굴절율 이방성을 갖는다. 이는 흡수축으로부터 시야 방향이 변할 때 시야각 특성의 저하를 방지한다.
본 발명에 사용된 위상차 보상 소자에 필요한 두 조건은 도 1에 나타낸 바와 같이, nz(nx+ny)/2와 nx≠ny이다. 또한, 복수의 위상차판(또는 위상차 필름)에 형성된 위상차 보상 소자가 상기 두 조건을 전반적으로 만족시킨다면 본 발명에서 사용될 수 있다. 도 1에서, 참조 번호 401은 본 발명에서 사용된 위상차 보상 소자를 나타내며, 402는 이의 굴절율 타원체를 나타낸다.
또한, 액정 표시 장치에서 백표시 또는 계조 표시를 수행할 때, 시야각에 따라 발생하는 투과율 변화 및 색조를 효과적으로 억제하는 관점에서 면내 굴절율 이방성의 축과 편광판의 축 사이의 각도를 조정할 수 있다.
본 발명에 사용된 액정셀에 필요한 조건은, 상술한 바와 같이, 액정셀 표면에 대하여 평행한 면에 따른 액정층의 굴절율 이방성 치가 백표시일 때보다 흑표시일 때 더 작다라는 것이다. 따라서, 흑표시에서, 본 발명에 사용된 액정셀은 도 2에 도시한 바와 같이, 단축성 양의 위상차판에 근사하다. 도 2에서, 참조 번호 501 및 502는 각각 액정셀의 상부 기판과 하부 기판을 나타내며, 503은 흑표시에서 액정층의 굴절율 이방성을 나타내는 굴절율 타원체를 표시한다.
액정 분자의 상이한 배향을 갖는 영역으로 분할되지 않은 액정셀에서, 흑표시에서 액정셀에 등가인 굴절율 타원체의 광학축이 액정셀의 법선 방향으로부터 변형되며, 이로써 도 2의 근사는 부적합하다. 도 3은 흑표시에서 액정 분자의 상이한 배향을 갖는 2개의 영역으로 분할된 액정셀의 굴절율 이방성을 나타내는 굴절율 타원체를 표시한다. 도 3에서, 참조 번호 521은 하부 기판을 나타내며, 522는 상부 기판을 나타내고, 523은 도메인 A를 나타내며, 524는 도메인 B를 나타내고, 525는 도메인 A에서 액정층의 굴절율 이방성을 나타내는 굴절율 타원체를 표시하며, 526은 도메인 B에서 액정층의 굴절율 이방성을 나타내는 굴절율 타원체를 표시한다.
도 3에서 표시된 도메인 A 및 B는 하나의 화소에 존재하기 때문에 화소 전체적으로 도 4와 같이 근사될 수 있다. 따라서, 도 2의 근사는 일반적으로 적합하며, 본 발명의 효과가 제공된다.
도 2와 도 4의 중요한 차이는 도 2에서 nx=ny이고 반면 도 4에서는 nx≠ny이다. 화소가 각각 액정 분자의 상이한 배향을 갖는 더 많은 영역으로 분할되거나, 또는 액정 분자의 프리틸트각이 증가함에 따라 nx와 nz의 차는 감소하고, 이로써 도 2의 근사를 더욱 적합하게 한다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.
상기 액정셀의 예는 Np형 액정 재료가 축대칭 수평 배향되는 광 시야각 액정 표시 방식(일본 특허 공개공보 7-120728호); 수직 배향된 Nn형 액정 재료가 영역들로 분할되고 인가되는 전계를 제어하여 다른 영역에는 서로 다르게 배향되는 광 시야각 액정 표시 방식(일본 특허 공개공보 7-28068호); Nn형 액정 재료가 축대칭 수직 배향된 광 시야각 액정 표시 방식(일본 특허 공개공보 8-341590호, 본 발명의 발명자에 의해 제안됨); 및 각 화소의 Np형 액정 재료가 4개의 영역으로 실질적으로 동일하게 분할되고, 액정 재료가 각 화소 영역에서 평행 배향된 광 시야각 액정 표시 방식(AM-LCD'96에 개시됨, 185페이지, 1996)을 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 흑표시에서의 광학 상태가 도 2에 나타낸 바와 같이 표시될 수 있는 어떤 액정셀에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 이후 액정셀 대신 흑표시에서 액정셀의 굴절율 이방성을 대표하는 도 2의 굴절율 타원체와 동등한 굴절율 타원체를 갖는 위상차 필름을 설명한다.
도 5에 표시된 것과 비슷한 구조를 갖는 장치가 제작되었으며, 여기서 액정셀(105)은 dLC·(nz-nx)=350㎚이고 nx=ny인 양의 단축 위상차 필름으로 교체되었다. 도 5에서, 참조 번호 101은 하부 편광판을 나타내고, 102는 상부 편광판을 나타내며, 103은 하부 위상차 보상 소자를 나타내고, 104는 상부 위상차 보상 소자를 나타내며, 106은 하부 편광판(101)의 흡수축을 나타내고, 또 107은 상부 편광판(102)의 흡수축을 나타낸다. 화살표(108,109)는 후에 설명한다.
당업계에 공지된 바와 같이, 단축 위상차 필름을 사이에 갖는 크로스 니콜 배치에 제공된 한 쌍의 편광판을 갖는 표시 장치를 시야각(θ)을 변화시키면서 흑표시에서 상하 편광판의 각 흡수축 사이를 이등분하는 방위각에서 볼 때(즉, 45°에서), 도 6a에 표시한 바와 같이 투과율이 증가한다(도면에서 100% 투과율은 표시판에서 법선 방향으로 평행한 니콜 배치로 함께 부착된 두 개의 편광판의 투과율이다). 따라서, 경사진 방향에서 관찰할 때 흑표시에서 액정셀로부터 누광이 발생한다.
또한, 당업계에 공지된 바와 같이, 도 5에 표시된 각 위상차 보상 소자에 네가티브 단축 위상차 필름을 사용하여 상기 상황을 도 6b에 표시한 바와 같이 개선할 수 있다. 도 6b는 Φ=45°(광원에 가까이 있는 하부 편광판의 흡수축을 따라 Φ=0°임) 및 Φ=90°(상부 편광판 또는 하부 편광판의 흡수축에 대하여 평행 또는 수직 방향), 시야각 θ=50°(도 5에 나타낸 장치 표면에 대한 법선 방향으로부터 50°기울어진 방향)에서, 위상차 보상 소자(103,104)의 df·(nx-nz)(df는 위상차 보상 소자의 두께를 표시한다)(nx=nynz)를 약 0㎚ 내지 약 280㎚로 변화시키면서 측정한 액정셀의 투과율을 나타낸다. 도 6b에 나타낸 바와 같이, Φ=90°에서 투과율은 df·(nx-nz)값에 무관하게 약 0%이다. Φ=45°에서 df·(nx-nz)값은 0에서 출발하여 증가함에 따라 투과율은 df·(nx-nz)=175㎚에서 약 2%의 최소값으로 감소한다. 상기 현상은 당업계에 공지되어 있다.
본 발명에서, nx=nynz인 위상차 보상 소자가 nx≠ny 및 (nx+ny)/2nz인 위상차 보상 소자에 의해 치환되며, 이로써 Φ=45°에서 2% 이하의 최소값으로 더욱 감소시킨다.
도 6c는 Φ=45°및 Φ=90°, 시야각 θ=50°에서 위상차 보상 소자(103,104)(nx≠ny 및 (nx+ny)/2nz)의 df{(nx+ny)/2-nz}값을 175㎚로 유지하고 이의 df·(nx-ny)값은 약 0㎚ 내지 약 38㎚로 변화시키면서 측정한 액정셀의 투과율을 나타낸다. 도 5의 참조 번호 108은 소자가 최소 굴절율을 나타내는 하부 위상차 보상 소자의 축을 나타내며, 참조 번호 109는 소자가 최대 굴절율을 나타내는 상부 위상차 보상 소자의 축을 나타낸다.
도 6c에 나타낸 바와 같이, Φ=90°에서 투과율은 df·(nx-ny)값에 무관하게 약 0%이다. Φ=45°에서 df·(nx-ny)값은 0에서 출발하여 증가함에 따라 투과율은 df·(nx-ny)=20㎚에서 약 0.3%의 최소값으로 감소한다.
따라서, 도 1에 나타낸 위상차 보상 소자를 포함하는 본 발명의 구조를 사용하여, Φ=90°및 θ=50°에서 공지된 종래 구조에 비하여 약 1/7로 누광을 감소시킬 수 있다. 이로써 기울어진 시야각에서 볼 때 표시 장치의 콘트라스트가 개선되며, 따라서, 표시 장치의 시각 특성이 개선된다. 이는 콘트라스트가 흑 레벨의 역수에 비례하기 때문이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 기술, 즉 nz(nx+ny)/2 및 nx≠ny인 위상차 보상 소자를 사용하고 nx, ny 및 nz의 각 값을 적합하게 선택함으로써, 기울어진 각도 특히 상부 편광판 및 하부 편광판의 각 흡수축을 이등분하는 방위각에서 볼 때 관찰되는 누광량을 상당히 억제할 수 있다. 이는 상부 편광판 및 하부 편광판의 각 흡수축을 이등분하는 방위각에서의 콘트라스트비 시야각 특성의 개선을 의미한다.
이후, 본 발명의 실시예를 설명한다.
실시예 1
본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치는 도 5에 나타낸 구조를 갖는다.
도 5에 나타낸 액정셀(105)은 Nn형 액정 재료가 축대칭 수직 배향된 본 발명의 발명자에 의해 제안된 광 시야각 액정 표시 방식(일본 특허 공개공보 8-341590호)을 갖는 액정셀이다. 본 액정셀(105)의 구조는 다음과 같다:
도 7a 및 7b에 있어서, 약 4.5㎛ 높이의 스페이서(65)는 기판(62)상에 형성된 투명 전극(63)(예컨대, ITO: 약 100㎚)상에 감광성 폴리이미드를 사용하여 화소 영역 외부에 형성된다. 그리고 나서, 약 3㎛ 높이의 볼록부(66)는 OMR83(Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.사 제조)을 사용하여 형성된다. 볼록부(66)에 의해 둘러싸인 하나의 영역의 크기는 약 100㎛×약 100㎛이며, 세 개의 영역은 하나의 화소에 형성된다(약 100㎛×약 300㎛). 얻어진 이 구조위에 JALS-204(Japan Synthetic Rubber Co. Ltd.사 제조)가 스핀 코팅되며, 이로써 수직 배향층(68)을 형성한다. 또한, 또 다른 수직 배향층(도시하지 않음)은 동일한 재료를 사용하여 또 다른 기판상의 투명 전극(평면)상에 형성된다. 이들 기판을 함께 부착하여 액정셀을 제작한다.
Nn형 액정 재료(MJ95955: Merck Co., Inc.사 제조, 약 4.5㎛의 셀 갭에 레프트-핸디드 90°트위스트를 갖도록 카이랄 재료가 혼입됨)가 상기 제작된 액정셀에 주입되고, 약 7V의 전압이 인가된다. 전압 인가 직후, 초기 상태에서, 복수의 축대칭 배향축이 존재한다. 연속적인 전압 인가 후, 각 화소 영역은 단일 축대칭 배향 영역(모노도메인)을 갖는다.
위상차 보상 소자(103,104)로서 2축 연신 방법으로 제작된 위상차판(두께 df=약 50㎛, df·(nx-ny)=약 25㎚, df{nz-(nx+ny)/2}=약 130㎚)은 도 5에 나타낸 바와 같이 배치된다. 또한, 편광판(101,102)은 크로스 니콜 상태에서 상기 소자(103,104) 위에 배치된다.
본 실시예의 액정 표시 장치는 광학 특성 측정 장치 LCD5000(Otsuka Electronics Co., Ltd.사 제조)을 사용하여 조사하였다. 먼저, 구동 전압 Voff=약 2V에서 흑표시를 실시할 때 투과율 시야각 특성을 측정하였다. 그리고 나서, 구동 전압 Von=약 5V에서 백표시를 실시할 때 투과율 시야각 특성을 측정하였다. 이후, 백표시 투과율을 흑표시 투과율로 나누어 콘트라스트비 시야각 특성을 얻는다.
도 8은 상술한 결과를 바탕으로 약 50의 콘트라스트비에서의 이소콘트라스트 콘투어 곡선을 나타낸다.
비교예 1
이후, 본 발명의 실시예 1에 대한 비교예 1을 설명한다.
비교예 1에서, 도 5(실시예 1)에 나타낸 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 액정셀이 사용된다. 그러나, 비교예 1에서는 위상차 보상 소자로서 상이한 위상차판(두께 df=약 50㎛, df·(nx-ny)=약 0㎚, df{nz-(nx+ny)/2}=약 130㎚)이 사용된다.
도 9는 실시예 1과 유사한 방법으로 얻은 측정 결과를 바탕으로 비교예 1의 액정 표시 장치에 대한 약 50의 콘트라스트비에서의 이소콘트라스트 콘투어 곡선을 나타낸다.
비교예 2
이후, 본 발명의 실시예 1에 대한 비교예 2를 설명한다.
비교예 2에서, 도 5(실시예 1)에 나타낸 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 액정셀이 사용된다. 그러나, 비교예 2에서는 위상차 보상 소자가 사용되지 않는다.
도 10은 실시예 1과 유사한 방법으로 얻은 측정 결과를 바탕으로 비교예 2의 액정 표시 장치에 대한 약 50의 콘트라스트비에서의 이소콘트라스트 콘투어 곡선을 나타낸다.
도 8, 9 및 10을 서로 비교해 보면, Φ=0°, Φ=90°, Φ=180°및 Φ=270°에서 약 50의 콘트라스트비에서 각 이소콘트라스트 콘투어 곡선은 동일한 값, 즉 θ=약 55°를 나타낸다. 그러나, Φ=45°, Φ=135°, Φ=225°및 Φ=315°에서 각 이소콘트라스트 콘투어 곡선은 상이한 값, 즉 도 8(비교예 2)에서는 θ=약 23°, 도 9(비교예 1)에서는 θ=약 38°및 도 10(실시예 1)에서는 θ=약 53°를 나타낸다.
요약하면, 모든 실시예 1과 비교예 1 및 2는 Φ=0°, Φ=90°, Φ=180°및 Φ=270°에서 동일한 만족스러운 시야각 특성을 갖는다. 그러나, Φ=45°, Φ=135°, Φ=225°및 Φ=315°에서는 시야각 특성이 비교예 2의 액정 표시 장치에 있어서 매우 불량하다. 비교예 1의 액정 표시 장치는 비교예 2의 장치보다 약간 개선되어 있다. 실시예 1의 액정 표시 장치에 있어서, Φ=45°, Φ=135°, Φ=225°및 Φ=315°에서는 시야각 특성은 Φ=0°, Φ=90°, Φ=180°및 Φ=270°에서와 실질적으로 동일한 수준으로 개선되어 있다. 따라서, 실시예 1은 거의 완전한 등방성 및 만족스러운 시야각 특성을 실현한다.
비록 위상차 필름(두께 df=약 50㎛, df·(nx-ny)=약 25㎚, df{nz-(nx+ny)/2}=약 130㎚)이 실시예 1의 각 위상차 보상 소자에 사용되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 임의의 복수의 위상차 필름은 유사한 특성을 나타내는 한, 조합되어 위상차 보상 소자를 제공할 수 있다.
실시예 2
실시예 1에서, 두 개의 위상차 필름(위상차 보상 소자)(두께 df=약 50㎛, df·(nx-ny)=약 25㎚, df{nz-(nx+ny)/2}=약 130㎚)이 액정셀을 사이에 갖도록 제공되며, 이 위상차 보상 소자는 각 소자의 x축이 가장 가까운 편광판의 흡수축에 대하여 수직이 되도록 배치된다.
실시예 2에서, df{nz-(nx+ny)/2}값, df·(nx-ny)값 및 편광판의 흡수축과 위상차판의 x축 사이의 각도는 서로 독립적으로 변하여 본 발명의 효과가 제공될 수 있는 각 값의 범위를 결정한다. 실시예 2에서, nx, ny 및 nz값이 서로 다른 위상차 필름을 사용하는 대신, 도 11에 나타낸 바와 같이 nx=nynz인 제 1위상차 필름과 nxny=nz인 제 2위상차 필름을 결합하여 얻은 위상차 보상 소자가 사용된다.
도 11에서, A101은 하부 위상차판을 나타내고, A102는 상부 위상차판을 나타내며, A103은 제 1하부 위상차 필름(nx=nynz)을 나타내고, A104는 제 1상부 위상차 필름(nx=nynz)을 나타내며, A105는 제 2하부 위상차 필름(nxny=nz)을 나타내고, A106은 제 2상부 위상차 필름(nxny=nz)을 나타내며, A107은 액정셀을 나타내고, A108은 하부 편광판(A101)의 흡수축을 나타내며, A109는 상부 편광판(A102)의 흡수축을 나타내고, A110은 제 2하부 위상차 필름(A105)의 x축을 나타내며, A111은 제 2상부 위상차 필름(A106)의 x축을 나타낸다.
상기 위상차 보상 소자는 하기 이유로 인해 본 실시예에서 사용된다:
(a) 본 발명의 효과가 제공될 수 있는 값의 범위를 용이하고 정확하게 결정할 수 있다;
(b) 본 발명의 효과가 복수의 위상차 필름을 조합하여 얻은 위상차 보상 소자를 사용하여 제공될 수 있다.
[df{nz-(nx+ny)/2}의 변화]
실시예 1과 동일한 측정계를 사용하여, 기울어진 방향에서 볼 때 도 11[제 2위상차 필름(A105,A106)은 없는 상태]에 나타낸 배치를 갖는 액정셀의 콘트라스트 특성은 제 1위상차 필름(nx=nynz, 두께 df)의 df·(nx-nz)값을 약 20㎚ 내지 약 400㎚로 변화시키면서 측정하였다. 여기서, 도 23a에 있어서, 기울어진 방향은 θ=50°이고, Φ=0°, Φ=45°, Φ=90°, Φ=135°, Φ=180°, Φ=225°, Φ=270°및 Φ=315°에서 규정된 방향을 의미한다.
도 12는 측정 결과를 나타낸다. 도 12는 df·(nx-nz)값에 무관하게 Φ=0°, Φ=90°, Φ=180°및 Φ=270°에서 거의 일정하고 만족스러운 콘트라스트값을 나타낸다. 한편, Φ=45°, Φ=135°, Φ=225°및 Φ=315°에서 최대 콘트라스트값은 df·(nx-nz)=약 140㎚에서 측정되었다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 개선된 콘트라스트가 약 20㎚df·(nx-nz)약 250㎚의 범위에서, 더욱 바람직하게는 약 90㎚df·(nx-nz)약 190㎚의 범위에서 제공될 수 있다.
본 기술 분야에서 주지된 바와 같이, 위상차 보상 소자의 지연치{df·(nx-nz)}는 보상된 액정셀의 dLC·Δn값(셀 두께 dLC, 사용된 액정 재료의 Δn=ne-no의 곱)에 대한 상대치로 논의되어야 한다. 본 실시예 2에서 사용된 액정 재료(MJ95955; 메르크사 제작)는 Δn값 약 0.077 및 셀 두께 약 4.5 ㎛을 가진다. 따라서, 액정셀의 dLC·Δn은 약 347 nm이다. 따라서, 위상차 보상 소자의 지연치{df(nx-nz)}가 액정셀 dLC·Δn값의 약 0 내지 약 72%의 범위일 때, 본 발명의 효과가 제공될 수 있다. 보다 바람직하게는 df·(nx-nz)는 dLC·Δn의 약 25% 내지 55%이고, 또 가장 바람직하게는 40%이다.
본 실시예 2에서, 위상차 보상 소자를 액정셀의 양면상에 배치한다. 액정의 한쪽면에만 위상차 보상 소자를 배치한 액정셀에 대해 결정된 값을 다시 계산하기 위해, 통상적으로 상술한 값은 2배로 될 수 있다. 따라서, 위상차 보상 소자가 한쪽면에만 배치되는 경우에, 지연치{df(nx-nz)}가 액정셀 dLC·Δn값의 약 0 내지 약 144%의 범위에 있을 때, 본 발명의 효과가 제공될 수 있다. 보다 바람직하게는, df(nx-nz)가 dLC·Δn의 약 50 내지 약 110%이고, 또 가장 바람직하게는 약 80%이다.
본 실시예 2에서는 위상차 보상 소자가 2매의 위상차 필름으로 형성되는 반면, 3매 이상의 위상차 필름 또는 필름 이외의 재료, 예컨대 액정셀, 또는 액정성 중합체막으로도 형성될 수 있다.
[(df·(nx-ny) 변화]
실시예 1과 동일한 측정계를 사용하여, 경사 방향으로부터 보았을 때 도 11에 도시된 바와 같은 배치를 갖는 액정셀의 콘트라스트 특성을, 제 2위상차 필름의 df·(nx-ny)치를 약 0 내지 약 50 nm로 변화시키면서 측정하였다. df·(nx-nz)가 약 140 nm인 위상차 필름을 제 1위상차 필름으로서 사용하였다. 도 23을 참조로 하여, 경사 방향은 θ=50o및 ø=0o, ø=45o, ø=90o, ø=135o, ø=180o, ø=225o, ø=270o및 ø=315o에서 정의된 방향을 말한다.
도 13은 그 측정 결과를 나타낸다.
도 13은 df·(nx-ny)치와 관계없이 ø=0o, ø=90o, ø=180o및 ø=270o에서, 거의 일정하고 또 만족할 만한 콘트라스트값을 나타낸다. 한편, ø=45o, ø=135o, ø=225o및 ø=315o에서, 최대 콘트라스트값은 df·(nx-ny)치가 약 22.5 nm에서 얻어진다. 도 13에 도시한 바와 같이, 약 2.5 nmdf·(nx-ny)약 45 nm의 범위에서 개선된 콘트라스트가 제공될 수 있고, 보다 바람직하게는 약 10 nmdf·(nx-ny)약 35 nm의 범위에서 제공될 수 있다.
다시, 위상차 보상 소자의 지연치{df·(nx-ny)}는 보상된 액정셀의 dLC·Δn값(본 실시예에서 dLC·Δn은 약 347 nm임)에 대한 상대치로서 논의된다.
위상차 보상 소자의 지연치{df·(nx-ny)}가 액정셀의 dLC·Δn값의 약 0 내지 약 13%의 범위에 있을 때, 본 발명의 효과가 제공될 수 있다. 보다 바람직하게는, df·(nx-ny)는 dLC·Δn의 약 2 내지 약 10%이고, 가장 바람직하게는 약 6.5%이다.
[상하 위상차 보상 소자의 x축 사잇각(이때 x축은 소자가 최대 굴절율을 보이는 축)]
본 발명에서, 액정셀의 상하 면상에 각각 배치된 위상차 보상 소자의 x축은 상호 직교되어, 표시면에 직각인 방향으로부터 볼 때 표시 장치의 콘트라스트의 악화를 피한다. x축이 상호 직교하지 않으면, 위상차 보상 소자 전체로 면내(in-plane) 위상차를 가지므로, 만족할 만한 흑표시를 생성할 수 없고 또 낮은 콘트라스트를 얻는다는 것이 쉽게 추측될 수 있다.
[위상차 보상 소자의 위치, x축과 편광판의 흡수축 사이의 각도 변화]
상술한 실시예 1에서, 액정셀의 상하 면상에 배치된 각각의 위상차 보상 소자의 x축(소자가 최대 굴절율을 나타내는 축)은 가장 인접한 편광판의 흡수축에 직교한다. 실시예 2에서, 본 발명의 효과와 가장 인접한 편광판의 흡수축으로부터 x축의 이동과의 관계를 조사하였다.
df·(nz-nx)가 약 140 nm이고 또 ny=nx인 위상차 필름(제 1위상차 필름(A103) 및 (A104) 및 df·(nz-ny)가 약 22.5 nm이고 또 nz=ny인 위상차 필름(제 2위상차 필름(A105) 및 (A106)을 도 11에 도시한 바와 같이 위치시킨다. 실시예 1과 동일한 측정계를 사용하여, 상하에 배치한 제 2위상차 필름의 x축 (면내에서 최대 굴절율과 평행한 축)간의 직교 관계를 유지하고, 또 제 2위상차 필름의 x축 및 가장 인접한 편광판의 흡수축 사이의 각 α(도 14 참조)를 0o≤α180o의 범위에서 변화시키면서, 경사 방향으로부터 보았을 때 이러한 액정셀의 콘트라스트 특성을 측정하였다. 도 23a 및 23b를 참조하여, 경사 방향은 θ=50o및 ø=0o, ø=45o, ø=90o, ø=135o, ø=180o, ø=225o, ø=270o및 ø=315o로 정의된 방향을 말한다.
도 15는 그 측정 결과를 나타낸다. 도 15에 도시된 바와 같이, ø=0o, ø=90o, ø=180o및 ø=270o에서 콘트라스트비는 3개의 각, 즉 α=0o, α=90o및 α=180o에서 최대치가 된다. 한편, ø=45o, ø=135o, ø=225o및 ø=315o에서, 하나의 각 즉 위상차 보상 소자의 x축이 가장 인접한 편광판의 흡수축에 직교하는 α=90o에서 콘트라스트비는 최대가 된다.
따라서, 본 발명의 효과는 면내 최대 굴절율을 나타내는 위상차 보상 소자의 축 nx가 위상차 보상 소자에 가장 인접한 편광판의 흡수축에 직교하는α=90o에서 가장 효과적으로 제공된다. 도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명의 효과는 여전히 약 45oα약 135o(즉, α가 시계방향 및 반시계 방향으로 약 45o만큼 가장 바람직한 각으로부터 이동할 때)의 범위에서 제공될 수 있고, 또 보다 바람직하게는 약 67oα약 113o(즉, α가 시계방향 및 반시계 방향으로 약 23o만큼 가장 바람직한 각으로부터 이동할 때).
도 7a 및 7b에 도시된 액정 표시 방식이 실시예 1 및 2에서 사용되더라도, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 액정셀이 액정셀의 표면에 면내 평행한 액정셀의 굴절율 이방성치가 백표시에 비해 흑표시에서 작다는 요건이 만족하는 한, 어떠한 다른 액정 표시 방식도 사용할 수 있다.
실시예 3
상술한 실시예 1, 2는 수직 배향한 Nn형 액정 재료가 영역 분할되고 또 상이한 영역에서 상이하게 배향되는 대표적인 액정 방식에 대해서 본 발명의 위상차 보상 기술을 적용한 경우이다. 실시예 3 및 4는 수평 배향한 Np형 액정 재료가 영역 분할되고 또 상이한 영역에서 상이하게 배향되는 대표적인 액정 방식에 대해서 본 발명의 위상차 보상 기술을 적용한 경우이다.
실시예 3의 액정 표시 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 거의 동일한 구성을 가진다.
도 5에 도시된 액정셀은 본원 발명자 등이 제안한 Np형 액정 재료를 축대칭상으로 수평 배향시킨 광시야각 액정 표시 방식로 사용될 수 있다. 이러한 액정셀을 제작하는 일례의 방법은 후술한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 방법은 다음 방법에 한정되지 않는다.
상술한 도 7a 및 7b를 다시 참조로 하여, 기판(62)상에 형성된 투명 전극(63)(ITO: 약 100 nm)상에서 감광성 폴리이미드를 사용하여 화소 영역 외부에 높이 약 4.5 ㎛를 가지는 스페이서(65)를 형성하였다. 이후, OMR83(도쿄 오까 고교사 제작)을 사용하여 높이 약 3 ㎛를 가지는 볼록부(66)를 형성하였다. 볼록부(66)에 의해 포위된 영역, 즉 화소 영역의 면적은 약 100 ㎛ × 약 100 ㎛이었다. 본 실시예에서는, 수직 배향층(8)은 제공되지 않았다.
기판은 투명 전극을 가지며 또 평탄한 또다른 기판에 접착시켜 액정셀을 제작하였다.
광경화성 수지로서 R-684(니뽄 가야꾸사 제작) 0.1g; 광중합성 억제제로서 p-페닐스티렌 0.1g; 액정 재료로서 MS90847(메르크사 제작:S881 0.4중량% 첨가) 3.74g; 및 광개시제 Irgacure 651의 혼합물을 제작된 액정셀에 주입하였다.
이후, 액정셀을 액정 재료의 투명점 온도 이상의 약 110℃로 가열하고, 또 약 1시간 동안 그 온도를 유지하였다. 이후, 이 액정셀을 약 0.1℃/분의 속도로 상온까지 서서히 냉각하였다. 서서히 냉각하는 도중에 화소내에 투명상 및 비투명상이 관측되면, 냉각을 정지하였다. 셀 온도가 적절하게 조절되는 동안, 액정셀을 통해 약 2.5 Vrms의 사각파를 간헐적으로 인가함으로써 만족할 만한 축대칭 배향을 얻은 후, 전압 인가를 정지하고 또 냉각 과정을 재개하였다. 최종적으로, 이 액정셀에 자외선을 조사하여 광경화성 수지 R-684를 경화시켜 축 대칭 배향을 고정시킴으로써, 액정셀을 제작하였다.
위상차 보상 소자(103) 및 (104)로서, 2축 연신법에 의해 제작된 위상차 판(두께 df=약 50 ㎛, df·(nx-ny)=약 25 nm, df{nz-(nx+ny)/2}=약 130 nm)을 도 5에 도시된 바와 같이 배치시켰다. 또, 편광판(101) 및 (102)를 소자(103) 및 (104)상에 배치함으로써, 액정 표시 장치를 제작하였다.
본 실시예의 액정 표시 장치를 광학 특성 측정기 LCD5000(오츠까 일렉트로닉스사 제작)을 사용하여 검사하였다. 먼저, 구동 전압 Von=7.3 V에서 흑표시시킬 때 투과율의 시야각 특성을 측정하였다. 다음, 구동 전압 Voff=약 2.3 V에서 백표시시킬 때의 투과율의 시야각 특성을 측정하였다. 이후, 백표시 투과율을 흑표시의 투과율로 나눔으로써 콘트라스트비의 시야각 특성을 얻었다.
도 16은, 위에서 얻은 결과를 토대로 콘트라스트비 약 5에서 이소콘트라스트의 모양 곡선을 도시한 것이다.
비교예 3
이하, 본 발명의 실시예 3에 대한 비교예 3을 설명한다.
비교예 3에서는 도 5(실시예 3)에 도시한 바와 거의 동일한 구성을 가지는 액정셀을 사용하였다. 그러나, 본 비교예 3에서 상이한 위상차 판(두께 df=약 50 ㎛, df·(nx-ny)=약 0 nm, df{nz-·(nx+ny)/2}=약 130 nm)을 위상차 보상 소자로서 사용하였다.
도 17은 실시예 3과 동일한 방식으로 얻은 측정 결과를 토대로 비교예 3의 액정 표시 장치에 대해 콘트라스트비 약 5에서 이소콘트라스트의 모양 곡선을 도시한 것이다.
비교예 4
이하, 본 발명의 실시예 3에 대한 비교예 4를 설명한다.
본 비교예 4에서는 도 5(실시예 3)에 도시된 바와 거의 동일한 구성을 가지는 액정셀을 사용하였다. 그러나, 비교예 4에서는 위상차 보상 소자를 전혀 사용하지 않았다.
도 18은 실시예 3과 동일한 방식으로 얻은 측정 결과를 토대로 비교예 4의 액정 표시 장치에 대해 콘트라스트비 약 5에서 이소콘트라스트의 모양 곡선을 도시한 것이다.
도 16, 17 및 18을 상호 비교하면, ø=0o, ø=90o, ø=180o및 ø=270o에서, 콘트라스트비 약 5의 이소콘트라스트의 모양 곡선은 거의 동일한 값, 즉 θ=약 60o를 나타낸다. 그러나, ø=135o및 315o에서 각각의 이소콘트라스트의 모양 곡선은 도 18(비교예 4)에서 상이한 값, 즉 θ=약 38o를 나타내고, 도 17에서(비교예 3) θ=약 48o를 나타내며 또 도 16에서(실시예 3) θ=약 55o를 나타낸다.
요약하면, 실시예 3, 및 비교예 3 및 4는 ø=0o, ø=90o, ø=180o및 ø=270o에서 동일하게 만족할만한 시야각 특성을 가진다. 그러나, ø=135o및 315o에서, 비교예 4의 액정 표시 장치의 시야각 특성은 불량하였다. 비교예 3의 액정 표시 장치는 비교예 4의 장치로부터 일정한 개선을 나타내었다. 실시예 3의 액정 표시 장치에서, ø=135o및 315o에서의 시야각 특성은 ø=0o, ø=90o, ø=180o및 ø=270o과 거의 동일한 수준으로 개선되었다. 따라서, 실시예 3은 거의 완전한 등방성 및 만족할 만한 시야각 특성을 실현하였다.
각 위상차 보상 소자는 실시예 3에서 2개의 위상차 필름으로 구성되는 반면, 다르게는 3개 이상의 위상차 필름 또는 필름 이외, 즉 액정셀, 또는 액정성 고분자막 등으로 구성할 수 있다.
실시예 4
실시예 3에서, 2매의 위상차 필름(두께 df=약 50 ㎛, df{nz-(nx+ny)/2}=약 130 nm)을 액정셀 사이에 배치하며, 이때 위상차 보상 소자는 각 소자의 x축이 가장 인접한 편광판의 흡수축에 대하여 수직이 되도록 배치되었다.
실시예 4에서, df{nz-(nx+ny)/2}치, df·(nx-ny)치 및 편광판의 흡수축 및 위상차 판의 x축을 상호 독립적으로 변화시켜, 본 발명의 효과가 제공되는 각 값의 범위를 결정하도록 하였다. 실시예 4에서, nx, ny 및 nz가 상이한 위상차 필름을 사용하는 것 대신에, nx=nynz의 제 1위상차 필름과 nxny=nz의 제 2위상차 필름을 조합시킴으로써 얻어지는 위상차 보상 소자를 도 11에 도시한 바와 같이 사용하였다. 위상차 보상 소자의 배치는 실시예 2와 거의 동일하였다.
이하 2가지 이유에 의해 본 실시예에서는 상기 위상차 보상 소자를 사용하였다:
(a) 본 발명의 효과가 제공되는 값의 범위를 용이하고 또 상세하게 결정할 수 있고, 또
(b) 복수의 위상차 필름을 조합시켜 얻어지는 위상차 보상 소자로 본 발명의 효과가 제공될 수 있다는 것을 보여주기 위함이다.
[df{nz-(nx+ny)/2} 변화]
실시예 1과 동일한 측정계를 사용하여, 경사 방향으로부터 보았을 때, 제 1위상차 필름(nx=nynz, 두께 df) df·(nx-nz)치를 약 20 nm 내지 400 nm까지 변화시키는 동안, 도 11에 도시한 바와 같은 배치를 갖는 액정셀의 콘트라스트 특성을 측정하였다. 도 23a 및 23b를 참조로 하여, 경사 방향은 θ=50o및 ø=0o, ø=45o, ø=90o, ø=135o, ø=180o, ø=225o, ø=270o및 ø=315o에서 규정된 방향을 의미한다.
도 19는 그 측정 결과를 나타낸다. 도 19는 df·(nx-nz)치와 무관하게, ø=0o, ø=90o, ø=180o및 ø=270o에서 거의 일정하고 또 만족할 만한 콘트라스트값을 나타내고 있다. 한편, ø=45o, ø=135o, ø=225o및 ø=315o에서, df·(nx-nz)치=약 150 nm에서 최대 콘트라스트를 측정하였다. 도 19에 도시된 바와 같이, 개선된 콘트라스트는 약 20 nmdf·(nx-nz)약 300 nm의 범위에서 제공될 수 있으며, 또 보다 바람직하게는 약 70 nmdf·(nx-nz)약 230 nm의 범위에서 제공될 수 있다.
본 기술 분야에서 주지된 바와 같이, 위상차 보상 소자의 지연치{df·(nx-nz)}는 보상된 액정셀의 dLC·Δn값(셀 두께 dLC 및 사용한 액정 재료의 Δn=ne-no의 곱)에 대한 상대치로서 논의된다. 실시예 4에서 사용된 액정 재료(MS 90847; 메르크사 제작)는 Δn이 약 0.096 및 셀 두께 약 4.5 ㎛를 가진다. 따라서, 액정셀의 dLC·Δn값은 약 432 nm이다. 따라서, 본 발명의 효과는 위상차 보상 소자의 지연치{df·(nx-nz)}가 액정셀의 dLC·Δn값의 약 5 내지 약 69%의 범위에 있을 때 제공될 수 있다. 보다 바람직하게는, df·(nx-nz)는 dLC·Δn의 약 16 내지 54%의 범위에 있고, 또 가장 바람직하게는 dLC·Δn의 약 35%에서 제공될 수 있다.
실시예 4는 위상차 보상 소자를 액정셀의 양측에 제공한 경우이다. 액정셀에 대한 소정치를 다시 계산하기 위해 액정의 한면에만 위상차 보상 소자가 제공되며, 상술한 값은 통상적으로 2배로 될 수 있다. 따라서, 위상차 보상 소자가 한 면에만 제공되는 경우에서, 위상차 보상 소자의 지연치{df·(nx-nz)}가 액정셀의 dLC·Δn의 약 10 내지 약 138%인 범위에 있으면, 본 발명의 효과가 제공될 수 있다. 보다 바람직하게는 dLC·Δn의 약 32 내지 약 108%이고, 가장 바람직하게는 dLC·Δn의 약 70%이다.
[df·(nx-ny)의 변화]
실시예 1과 동일한 측정계를 사용하여, 경사 방향으로부터 보았을 때, 제 2위상차 필름의 df·(nx-ny)치를 약 3 nm 내지 50 nm까지 변화시키면서, 도 11에 도시한 바와 같은 배치를 갖는 액정셀의 콘트라스트 특성을 측정하였다. 도 23을 참조로 하여, 경사 방향은 θ=50o및 ø=0o, ø=45o, ø=90o, ø=135o, ø=180o, ø=225o, ø=270o및 ø=315o에서 규정된 방향을 의미한다.
도 20은 그 측정 결과를 나타낸다. 도 20은 df·(nx-ny)치와 무관하게, ø=0o, ø=90o, ø=180o및 ø=270o에서 거의 일정하고 또 만족할 만한 콘트라스트값을 나타내고 있다. 한편, ø=45o, ø=135o, ø=225o및 ø=315o에서, ø=45o, ø=225o라인 및 ø=135o, ø=315o라인 사이에서 최대 콘트라스트를 제공하는 df·(nx-ny)치의 상당한 차이가 있다. 그러나, 2개의 라인은 df·(nx-ny) 변화에 대한 완만한 콘트라스트 곡선을 가지며, 또 개선된 콘트라스트의 효과는 2개의 콘트라스트 라인이 서로 만나는 점, 예컨대 시야각 특성이 보다 동심원이 될 때의 점에서 충분히 제공된다(이것은 또한 본 발명의 효과이다). df·(nx-ny)은 약 24 nm의 값을 가지는 점에서 본 발명의 효과는 가장 효과적으로 제공된다. 도 20에 도시된 바와 같이, 개선된 콘트라스트는 약 3 nmdf·(nx-ny)약 48 nm의 범위에서 제공될 수 있으며, 또 보다 바람직하게는 약 12 nmdf·(nx-ny)약 36 nm의 범위에서 제공될 수 있다.
다시, 위상차 보상 소자의 지연치{df·(nx-ny)}는 보상된 액정셀의 dLC·Δn값(본 실시예에서 dLC·Δn은 약 432nm)에 대한 상대치로서 논의된다.
본 발명의 효과는 위상차 보상 소자의 지연치{df·(nx-ny)}가 액정셀의 dLC·Δn값의 약 0 내지 약 12%의 범위에 있을 때 제공될 수 있다. 보다 바람직하게는, df·(nx-ny)는 dLC·Δn의 약 2 내지 9%의 범위에 있고, 또 가장 바람직하게는 dLC·Δn의 약 5.5%이다.
[상하 위상차 보상 소자의 x축(x축=소자가 최대 굴절율을 나타내는 축) 사잇각]
본 발명에 있어서, 액정셀의 위 아래에 제공된 위상차 보상 소자의 x축은 상기 액정 표시 장치를 전면에서 볼 때 콘트라스트의 감소를 방지하기 위하여 실질적으로 서로 직교이다. 상기 두 위상차 보상 소자가 서로 직교되지 않으면, 면내 위상차 차이가 발생한다. 따라서, 만족스러운 흑표시가 얻어지지 않는다. 이로써, 낮은 콘트라스트가 쉽게 예상된다.
[위상차 보상 소자의 위치, x축과 편광판의 흡수축 사이의 각도 변화]
상술한 실시예 3에서, 액정셀의 상하에 각각 제공된 위상차 보상 소자의 x축(x축=소자가 최대 굴절율을 나타내는 축)은 가장 인접한 편광판의 흡수축에 직교한다. 실시예 4에서, 본 발명의 효과와 가장 인접한 편광판의 흡수축으로부터 x축의 이동 사이의 관계를 조사하였다.
df·(nz-nx)=약 150 nm 및 ny=nx인 위상차 필름 및 df·(nz-ny)=약 24 nm 및 nz=ny인 또다른 위상차 필름을 도 11에 도시한 바와 같이 배치하였다. 상하의 제 2위상차 필름의 x축(면내에 최대 굴절율에 평형한 축) 사이의 직교관계를 유지하고, 또 제 2위상차 필름의 x축과 가장 인접한 편광판의 흡수축이 이루는 각도 α(도 14 참조)를 0o≤α180o의 범위에서 변화시키면서, 경사방향으로부터 보았을 때 이러한 액정셀의 콘트라스트 특성을 실시예 1과 동일한 측정계를 사용하여 측정하였다. 도 23a 및 23b를 참조로 하여, 경사 방향은 θ=50o및 ø=0o, 45o, 90o, 135o, 180o, 225o, 270o및 315o을 의미한다.
도 21은 그 측정 결과를 나타낸다. 도 21에서 도시한 바와 같이, 최대 콘트라스트가 모든 방위각 ø에 대해 얻어지는 α치는 존재하지 않지만, α는 위상차 보상 소자의 x축이 가장 인접한 편광판의 흡수축과 직교하는 약 90o에서 시야각 특성이 대칭적으로 개선될 수 있다.
따라서, 본 발명의 효과는 위상차 보상 소자의 면내 최대 굴절율을 나타내는 nx가 위상차 보상 소자의 가장 인접한 편광판의 흡수축에 직교하는 α=90o에서 가장 효과적으로 제공된다.
도 21에 도시한 바와 같이, 약 45oα 약 135o의 범위(예컨대 α는 가장 바람직한 각으로부터 시계 방향 또는 반시계방향으로 약 45o까지 이등할 때)에서, 본 발명의 효과가 제공되고, 또 보다 바람직하게는 약 67oα약 113o의 범위(예컨대 각 α는 가장 바람직한 각으로부터 시계방향 또는 반시계 방향으로 약 23o까지 이동할 때)에서 제공될 수 있다.
도 7a 및 7b에 도시된 바와 같은(연속적으로 배향이 변화하는, 즉 연속적으로 상이한 배향을 가지는 영역으로 배향 분할된) 액정 표시방식이 상술한 실시예 1 내지 4에서 사용되더라도, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 편광판의 흡수축으로부터 45o로 이동된 방향에서 시야각 특성을 개선함으로써, 등방적 시야각 특성이 실현되기 때문에 연속적으로 배향이 변화하는 이러한 액정 표시 방식이 사용된다.
도 22a는 상이하게 분할된 배향(예컨대 2분할 배향, 4분할 배향, 및 연속분할 배향)에 대한 표시면에 직각 방향으로부터 보았을 때, 화소내 다이렉터(director) 분포의 일례를 나타내는 도면이다. 도면에서, (a-1)은 2분할 배향에서 백표시를 나타내고, (a-2)는 2분할 배향에서 흑표시를 나타내며, (b-1)은 4분할 배향에서 백표시를 나타내고, (b-2)는 4분할 배향에서 흑표시를 나타내며, (c-1)은 연속 분할 배향에서 백표시를 나타내고, 또 (c-2)는 연속 분할 배향에서 흑표시를 나타낸다. 도 22a에서 파선은 도메인 경계를 나타내고, 또 도 22a에서 화살표는 액정셀의 중간층에서(도 22b 참조) 액정 분자의 상승 방향을 나타내는 다이렉터를 나타낸다.
도 22a 및 도 22b으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 경계선이 없는 것이 연속적인 분할 배향(연속적으로 상이한 배향의 연속 영역으로 분할한)의 특성이다. 도 22a에 도시한 것 이외에, 무분할 배향, 3분할 배향, 5분할 배향, 6분할 배향, 7분할 배향 등이 가능하고, 또 다양한 트위스트 각이더라도 적절할 수 있다.
흑표시 예컨대 (a-2), (b-2) 및 (c-2)에서 다이렉터 분할로부터 볼 수 있는 바와 같이, 다이렉터는 흑표시에서 불변한다(엄밀하게 말하면, 셀 두께 방향에서 프로필은 다르다). 따라서, 본 발명은 표시 방식(분할 방식)와 무관하게 동일한 효과를 가질 수 있다. 실시예 3 및 4(수평 배향의 Np 형 액정을 이용한)에서 실현된 특성은 셀 두께 방향의 프로필 차이 때문에 실시예 1 및 2(Nn형 액정의 수직 배향을 이용한)에서 실현된 특성에 비해 우수하다.
프로필 차이를 더욱 구체적으로 설명한다.
Nn형 액정 재료가 사용될 때, 액정 분자는 셀 두께 방향의 어떤 방향(상부 또는 하부 기판의 근방 또는 셀 두께에서의 중앙)에서도 흑표시에서 기판 표면에 대하여 수직인 주축으로 배향된다. 이와는 대조적으로, Np형 액정 재료가 사용될 때, 셀 두께의 중앙 근처에 있는 액정 분자는 흑표시에서 기판 표면에 대하여 수직인 주축으로 배향되지만, 액정 분자의 주축은 점진적으로 변하여 근처의 상부 및 하부 기판에 대하여 실질적으로 평행이 된다. 상술한 프로필 차이는 배향의 차이를 말한다. 배향 차이로 인해, Nn형 액정 분자는 Np형 액정 분자보다 더욱 용이하게 도 2의 굴절율 타원체에 의해 나타낸 바와 같이 배향된다. 따라서, 실시예 1 및 2에 기재된 액정 표시 장치는 실시예 3 및 4에 기재된 액정 표시 장치보다 우수한 시야각 특성을 갖는다.
본 발명의 중요한 특징은 흑표시에서 광누출을 효과적으로 억제하는 것이기 때문에, 본 발명의 효과가 표시 방식(분할 방식)에 따라 다르지 않다는 것은 쉽게 이해될 수 있다. 따라서, 액정셀 표면에 일반적으로 평행한 면내에서 굴절율 이방성 값이 백표시에 비해 흑표시에서 작다면, 임의의 표시 방식의 어떠한 액정셀도 본 발명의 목적에 대해 사용될 수 있다.
액정 표시 장치의 구동 방법은 본 발명의 상술한 실시예에 기재하지 않았지만, 수동 매트릭스 구동 방법, 박막 드랜지스터를 사용하는 활성 매트릭스 구동 방법, 및 플라즈마 방전을 이용하는 플라즈마 어드레스 구동을 포함하는 어떠한 구동 방법이라도 본 발명에 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 흡수축으로부터 시야각 특성의 악화를 방지하고, 또 일반적으로 축 대칭의 시야각 특성을 가지는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 게다가, 시야각을 현저하게 확대할 수 있어 시야각 특성이 전방위에 대해 통상적으로 등방적이다.
실시 형태 2
이하, 본 발명의 제 2실시 형태를 설명한다. 제 2실시 형태에서, 본 발명을 Nn형의 액정 표시 장치에 적용한다.
본 발명의 제 2실시 형태에 따르면, 인가 전압이 없는 상태에서 액정 분자가 수직 배향하고, 또 전압 인가시 각 화소 영역에서 축 대칭상 또는 동심원상으로 배향하는 액정 표시 장치는 크로스 니콜 배치 상태로 배치된 한 쌍의 편광판 중 하나 이상과 편광판에 가장 인접한 기판 사이에, 음의 복굴절율을 갖고, 또 nxnynz(면내 방향의 주굴절율은 nx 및 ny이고, 또 두께 방향의 주굴절율은 nz)를 가지는 위상차 판을 포함한다. 따라서, 편광판 고유 특성에 의한 시야각 의존성 및 액정층 지연치의 시야각 의존성을 보상할 수 있다. 따라서, 시야각에 의존하지 않는 원상의 이소콘트라스트의 모양 곡선을 제공할 수 있다. 또한, 액정층을 수직 배향과 축 대칭 배향 사이에 전압 인가에 의해 스위칭함으로써 우수한 시야각 특성을 제공한다. 더욱이, 본 실시 형태는 음의 유전 이방성을 가지는 액정재료를 사용하고 또 액정재료가 인가 전압이 없는 상태에서 수직 배향하는 통상적인 흑표시 방식을 수행하기 때문에, 본 실시 형태는 높은 콘트라스트 표시를 실현할 수 있다.
위상차 판은 한쌍의 편광판과 가장 인접한 기판 사이에만 제공되거나, 또는 각 편광판과 이에 가장 인접하는 기판 사이에 제공될 수 있다.
위상차 판은 면내 방향 및 두께 방향으로 지연치를 가지는 2축성 필름, 2매의 2축성 필름의 적층 필름, 또는 면내 방향 및 및 두께 방향으로 지연치를 각각 가지는 2매의 단축성 필름의 적층 필름일 수 있다.
굴절율의 방향 nx을 위상차 판에 인접하는 편광판의 흡수축에 거의 직교하도록 위상차 판을 배치시킴으로써, 시야각 의존성에 대한 보상 효과를 충분하게 제공한다.
위상차 판의 저속축을 편광 판의 흡수축에 직교하는 방향으로부터 약 1o이상의 각만큼 이동하면, 편광판이 크로스 니콜 배치에 있을 때 얻어지는 편광 특성이 악화됨으로써, 누광이 발생하여 충분한 흑색 레벨 또는 충분한 콘트라스트가 실현되지 않는다. 따라서, 위상차 판의 저속축과 편광판의 흡수축에 직교하는 방향 사이에서 각 이동은 1o이하가 바람직하다.
액정 분자의 복굴절율 Δn, 액정층의 평균 두께 dLC 및 위상차판 두께 df에 대하여, 위상차 판의 면 방향 지연치 df·(nx-ny)를 액정층의 지연치 dLC·Δn 미만으로 설정함으로써 시야각 의존성에 대한 보상 효과를 증가시킬 수 있다. 특히, 위상차 판의 면내 지연치 df·(nx-ny)를 액정층의 지연치 dLC·Δn의 약 3.5 내지 약 15%의 범위로 설정하면, 도 59에 도시한 바와 같이 높은 콘트라스트 표시를 실현할 수 있다.
액정 분자의 복굴절율 Δn, 액정층의 평균 두께 dLC 및 위상차 판 두께 df에 대하여, 위상차 판의 두께 방향 지연치 df·(nx-nz)를 액정층의 지연치 dLC·Δn 미만으로 설정함으로써 시야각 의존성에 대한 보상 효과를 증가시킬 수 있다. 특히, 위상차 판의 두께 방향 지연치 df·(nx-nz)를 액정층의 지연치 dLC·Δn의 약 30 내지 약 80%의 범위로 설정하면, 위상차 판의 효과를 보강하고 또 만족할 만한 색 특성을 실현할 수 있다.
위상차 판의 면내 방향의 지연치 df·(nx-ny) 및 두께 방향의 지연치 df·(nx-nz)의 비율(예컨대 굴절율차 비율)는 바람직하게는 약 0 이상이다. 후술할 실시예에 나타낸 바와 같이, 지연치의 비율이 약 0 이상이면(예컨대, 두께 방향의 지연치가 약 0이 아니면), 시야각 보상 효과가 제공된다. 특히, 지연치의 비율이 약 2 이상이면, 콘트라스트비가 약 10에서 시야각 60o이상의 만족할 만한 표시를 실현할 수 있다. 또, 지연치의 비율을 약 3 내지 6의 범위로 설정하면, 콘트라스트비가 약 20에서 시야각 약 60o이상의 매우 양호한 표시를 실현할 수 있다. 위상차 판은 평균 굴절율 약 1.4 내지 약 1.7의 범위에 있는 폴리카르보네이트와 같은 중합체 재료로부터 제조될 수 있고, 또 제조된 위상차 판은 가시 광선 영역에서 투명(투과율 약 90% 이상)하다.
액정층 지연치 dLC·Δn을 약 300 내지 약 550 nm의 범위로 설정함으로써, 전압 인가시 시야각 특성을 향상시키고 또 계조 반전을 방지할 수 있으므로 콘트라스트비가 약 10에서 시야각 약 60o이상의 양호한 표시가 실현된다.
전면상에서 한쌍의 편광판의 표면상에 방현층을 제공함으로써, 시각 의존성의 보상효과를 증가시킬 수 있다. 방현층상에 반사 방지막을 더 제공함으로써, 시각 의존성의 보상 효과를 더 증가시킬 수 있다.
위상차 판이 제공되면, 경사 방향에서 광범위하게 발색이 발생할 수 있다. 그러나, 전면 편광판의 표면에 방현층을 제공하고 또 방현층상에 반사 방지막을 더 제공함으로써, 발색에 대해 보상할 수 있다.
기본 작동
도 25a, 25b, 25c 및 25d를 참조로 하여, 본 발명의 액정 표시 장치(100)의 구동 원리를 설명한다. 도 25a 및 도 25b는 전압을 인가하지 않았을때의 상태를 도시한 것인 반면, 도 25c 및 25d는 전압 인가시 장치 상태를 도시한 것이다. 도 25a 및 25c는 액정 표시 장치(100)의 단면도이고, 도 25b 및 25d는 각각 장치의 상면이 크로스 니콜 상태에서 편광 현미경으로 관찰한 것이다.
액정 표시 장치(100)는 한쌍의 기판(32) 및 (34), 및 그 사이에 위치한 액정층(40)을 포함한다. 이 액정층은 음의 유전 이방성(Δε)을 가지는 액정 분자(42)(예컨대 Nn형 액정 재료)로 구성된다. 액정층(40)에 인접하는 기판(32) 및 (34)의 각 표면에는 수직 배향층(38a,38b)이 제공된다. 액정층(40)에 인접하는 각각의 기판(32) 및 (34)의 한 면 이상에 볼록부(36)가 형성된다. 볼록부(36)에 의해 액정층(40)은 2개의 상이한 두께 dout 및 din을 가진다. 그 결과, 후술할 바와 같이, 전압 인가시 축 대칭 배향을 보이는 액정 영역은 볼록부(36)에 의해 포위되는 영역으로 규정된다. 도 25a 내지 25d에서, 액정층(40)을 통하여 전압을 인가하기 때문에, 기판(32) 및 (34) 상에 제공되는 전극은 생략된다.
액정 표시 장치(100)에서, 도 25a에 도시한 바와 같이, 전압 무인가시 액정 분자(42)가 수직 배향층(38a) 및 (38b)의 배향 규제력에 의해 기판에 수직인 방향으로 배향한다. 크로스 니콜 상태에서 편광 현미경으로 관찰하면, 도 25b에 도시한 바와 같이 전압 무인가시 화소 영역은 암시야(통상 흑방식)를 보인다.
액정 표시 장치(100)를 통해 전압을 인가하면, 음의 유전 이방성을 가지는 액정 분자(42)에 힘이 작용하여 분자(42)의 장축은 전계 방향에 대해 수직이 된다. 그 결과, 도 25c에 도시한 바와 같이, 분자(42)는 기판에 직각인 방향으로부터 기울어진다(계조 표시 상태). 도 25c에서, 참조 부호(44)는 중심축을 의미한다. 크로스 니콜 상태에서 화소 영역을 편광 현미경으로 관찰하면, 도 25d에 도시한 바와 같이 흡수축에 따른 방향으로 소광 패턴이 관찰된다.
도 26는 액정 표시 장치(100)의 전압-투과율 곡선을 도시한 것으로, 횡축은 액정층에 인가된 전압을 나타내고, 종축은 상대적 투과율을 나타낸다.
인가된 전압이 통상적으로 흑색 상태로부터 증가하면(무인가 전압 상태), 투과율은 서서히 증가한다. 투과율 10%에 상응하는 전압을 Vth(문턱 전압)이라 한다. 전압이 더 증가하면, 투과율은 더 증가하여 포화점에 도달한다. 투과율이 포화되는 전압을 Vst라 한다. 액정층(40)을 통해 인가된 전압이 약 1/2Vst 내지 Vst이면, 투과율은 도 26에 도시한 작동범위 내에서 가역적으로 변한다. 1/2Vth 부근의 전압이 인가되면, 액정 분자가 기판에 대하여 수직 배향되더라도, 분자는 여전히 축 대칭 배향의 중심축에 대한 대칭성을 기억한다. 약 1/2Vth 이상의 전압이 인가되면, 분자는 가역적으로 축 대칭 배향 상태로 되돌아간다. 인가된 전압이 약 1/2Vth 미만이면, 액정 분자는 실질적으로 수직 배향 상태로 되돌아 간다. 이후, 전압을 다시 인가하면, 액정분자가 기울어지는 방향은 일의적으로 결정되지 않음으로써, 축 대칭 배향의 중심축이 복수로 존재하여 투과율은 불안정하게 된다.
Nn형 액정 재료가 액정셀에 주입된 직후, 액정 재료는 인가 전압이 약 1/2Vth 보다 낮을 때 작용한다. 약 1/2Vth 보다 큰 전압이 인가되면, 볼록부(36)(화소 영역에 상응함)에 의해 둘러싸인 각 영역은 단일 중심 축을 갖게되므로 도26에 도시된 바와 같이 전압-투과율 특성을 나타낸다.
용어 화소는 전형적으로 표시를 실시하기 위한 최소의 단위로 정의된다. 본 명세서에서는 용어 화소 영역은 화소에 상응하는 액정 표시 장치의 영역 또는 부분을 지칭한다. 화소가 큰 종회비(긴 화소)를 가지면, 복수개의 화소 영역이 한개의 긴 화소로부터 형성될 수 있다. 각 화소에 제공되는 화소 영역의 갯수는 비대칭 배향이 안정하게 형성될 수 있는한 가능한한 작은 것이 바람직하다. 여기서 사용된 용어 비대칭 배향은 반경 배향, 동심원(탄제트) 배향 및 나사형 배향과 같은 다양한 배향을 지칭한다.
액정 재료
본 발명에서 사용된 액정 재료는 음의 유전 비등방성(Δε0)을 갖는 소위 Nn형 액정 재료이다. Δε의 절대치는 특정 용도에 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로 구동 전압의 감소 측면에서 큰 절대치를 갖는 것이 바람직하다.
인가 전압 존재하에서 지연치 dLC·Δn은 투과율 또는 시야각 특성과 같은 액정 표시 장치의 중요 특성에 영향을 줄 수 있는 인자이다. 본 발명의 표시 방식에서, 액정셀에 고유한 지연치(액정 재료에 고유한 Δn과 액정층의 두께 dLC의 곱에 의해 결정됨)는 최적치에 한정될 필요가 없다.
도 27은 최적 지연치(최대 투과율에 대한 제 1최소 조건: dLC·Δn=약 450nm) 보다 큰 지연치를 갖는 액정 표시 장치의 전압-투과율 곡선을 도시한다. 이러한 액정 표시 장치에서는 최대 상대 투과율 포인트를 초과하는 영역이 이용될 필요는 없지만, 대신에 이 액정 표시 장치는 상대적인 투과율이 일정하게 증가하는 영역을 이용하는 것에 의해서만 구동될 수 있다. 따라서, 최대 구동 전압(Vmax)은 도 27에 도시한 바와 같이 상대 투과율이 최대치를 갖는 전압으로 설정될 수 있다.
이용된 최대 구동 전압에서 지연치는 본 발명에서 중요하다. 여기서, 액정셀이 제조될 때 액정 분자의 겉보기 Δn(굴절율에서 비등방성: 최대 구동 전압에서 값)과 액정 층의 평균 두께 dLC의 곱(dLC·Δn, 지연치)은 바람직하게는 약 300 nm 내지 약 550 nm이고, 보다 바람직하게는 약 300 nm 내지 약 500 nm이다. 이러한 범위에서, 인가 전압 존재하에서 투과율 및 인가 전압 부재하의 시야각 특성은 충분하므로 계조 반전(콘트라스트 반전) 현상(인가 전압과 투과율 사이의 관계가 시야각에 따라 반전됨)이 일어나지 않는다.
투과율이 최대치를 취하는 제 2최소 조건(지연치: 약 1000 nm 내지 약 1400 nm)이 존재한다. 이 범위에서, 인가 전압 부재하의 시야각 특성이 악화되어 계조 반전(콘트라스트 반전) 현상이 생길 수 있다.
이후, dLC·Δn을 본 발명의 발명자에 의해 실시된 2개의 시뮬레이션 결과를 참조하여 자세하게 설명한다.
시뮬레이션(1): 먼저, 액정 재료의 Δn을 약 0.08로 고정한 반면에 액정셀의 두께 dLC는 약 4 ㎛ 내지 약 8 ㎛로 변화시키면서 전자 광학 시험(시뮬레이션)을 실시하여 시야각 특성이 각 dLC·Δn에 대하여 그 최대치를 취하도록 2축 위상차판을 최적화하였다. 이어, 시야각 특성, 계조 반전 및 투과율과 지연간의 관계를 평가하였다. 콘트라스트비의 평가에 있어서, 투과율이 포화되는 인가 전압에 대한 콘트라스트비를 100%로 설정한 반면에, 흑색 레벨을 표시하기 위해 투과율이 약 0.1%인 전압을 사용하였고 또 백색 레벨을 표시하기 위하여 투과율이 약 95%인 전압을 사용하였다.
도 28 및 도 29는 콘트라스트비가 각각 10 및 20인 시야각 θ를 도시한다; 도 30은 콘트라스트 반전각 θ를 도시하며; 또 도 31은 10 V의 인가 전압에서 투과율을 도시한다. 액정셀의 지연치 dLC·Δn을 나타내는 가로축과 함께 각 도면의 세로축에 시야각 θ, 콘트라스트 반전각 θ 및 투과율을 각기 기입한다. 여기서 사용된 위상차판은 면내 굴절율차 및 두께 방향에서 또는 정면 방향(표시면에 대한 법선 방향)에서의 굴절율차의 비율이 약 4.5이다.
도 28로부터, 콘트라스트비가 약 10일 때, 시야각 θ가 모든 방위각에서 약 60°이상인 dLC·Δn의 범위가 약 300 nm 내지 약 550 nm이고 또 dLC·Δn이 이 범위에 있는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
도 29로부터, 콘트라스트비가 약 20일 때 시야각은 dLC·Δn이 증가함에 따라 감소함을 알 수 있다. 또한, 도 30으로부터는 dLC·Δn이 약 300 nm 내지 약 400 nm 범위일 때, 모든 방위각에서 반사각이 약 60°이상이고 실질적으로 원형 시야각 특성을 실현할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 약 20의 콘트라스트비를 필요로하는 장치 또는 실질적으로 원형 시야각 특성을 필요로하는 장치에는 약 300 nm 내지 약 400 nm 의 dLC·Δn 범위가 바람직하다.
액정셀의 지연치가 제 1최소 조건을 초과할 때 표시 성능(즉, 시야각 또는 반사각 특성)이 현저히 악화된다는 것은 당해 기술분야에서 공지되어 있다. 도 31로부터 알 수 있듯이, dLC·Δn이 약 550 nm일 때 최대 투과율을 얻을 수 있다. 따라서, dLC·Δn=약 550 nm가 제 1최소치이고, dLC·Δn이 약 550 nm를 초과하는 액정셀 조건에서는 만족스런 표시 성능을 실현할 수 없을 것이다.
시뮬레이션(2): 이어, 액정셀의 두께 dLC를 약 5 ㎛로 고정한 반면에 액정 재료의 Δn 를 약 0.07 내지 약 0.1로 변화시키면서 전자 광학 시험(시뮬레이션)을 실시하여 시야각 특성이 각 dLC·Δn에 대하여 그 최대치를 취하도록 2축 위상차판을 최적화하였다. 이어, 시야각 특성, 계조 반전 및 투과율과 지연간의 관계를 평가하였다. 콘트라스트비의 평가에 있어서, 투과율이 포화되는 인가 전압에 대한 콘트라스트비를 100%(약 10 V)로 설정한 반면에, 흑색 레벨을 표시하기 위해 투과율이 약 0.1%인 전압을 사용하였고 또 백색 레벨을 표시하기 위하여 투과율이 약 95%인 전압을 사용하였다.
도 32 및 도 33은 콘트라스트비가 각각 10 및 20인 시야각 θ를 도시한다; 도 34은 콘트라스트 반전각 θ를 도시하며; 또 도 35는 10 V의 인가 전압에서 투과율을 도시한다. 액정셀의 지연치 dLC·Δn을 나타내는 가로축과 함께 각 도면의 세로축에 시야각 θ, 콘트라스트 반전각 θ 및 투과율을 각기 기입한다. 여기서 사용된 위상차판은 면내 굴절율차 및 두께 방향에서 또는 정면 방향(표시면에 대한 법선 방향)에서의 굴절율차의 비율이 약 4.5이다.
도 32로부터, 콘트라스트비가 약 10일 때, 시야각 θ가 모든 방위각에서 약 60°이상인 dLC·Δn의 범위가 약 300 nm 내지 약 550 nm이고 또 dLC·Δn이 이 범위에 있는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
도 33으로부터, 콘트라스트비가 약 20일 때 시야각은 dLC·Δn이 증가함에 따라 감소함을 알 수 있다. 또한, 도 34로부터는 dLC·Δn이 약 300 nm 내지 약 400 nm 범위일 때, 모든 방위각에서 반사각이 약 60°이상이고 실질적으로 원형 시야각 특성을 실현할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 약 20의 콘트라스트비를 필요로하는 장치 또는 실질적으로 원형 시야각 특성을 필요로하는 장치에는 약 300 nm 내지 약 400 nm 의 dLC·Δn 범위가 바람직하다.
도 35에 도시한 바와 같이, 약 10V의 인가 전압에서 투과율은 액정셀의 지연치가 증가함에 따라 증가한다.
상기 시뮬레이션 (1) 및 (2)의 결과를 토대로 할 때, 본 발명에 사용된 dLC·Δn 범위는 바람직하게는 약 300 nm 내지 약 550 nm이고, 보다 바람직하게는 약 300 nm 내지 약 400 nm 이다.
본 액정층내의 액정 분자의 트위스트 각은 액정 표시 장치의 투과율을 결정하는 인자이기도 하다. 본 발명에서는, 최대 구동 전압에서 트위스트 각이 지연치만큼이나 중요하다.
최대 구동 전압에서 트위스트 각은 약 45°내지 약 110°가 바람직하고, 약 90°가 투과율면에서 보다 바람직하다.
본 발명에서는 Nn형 액정 분자가 사용되기 때문에, 액정 분자의 겉보기 트위스트 각은 인가 전압에 따라 다르다. 인가 전압 부재하에서 트위스트 각은 실질적으로 0°인 반면에, 인가 전압이 증가함에 따라 트위스트 각이 증가하여 트위스트 각은 액정 재료 고유의 트위스트 각 값에 도달한다.
최대 구동 전압에서 트위스트 각 및 지연치는 각각 바람직한 범위내에 드는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 투과율을 보다 효과적으로 그 최대치로 만들 수 있다.
광경화성 수지
도 26을 참조하여 설명한 바와 같이, 약 1/2Vth 이상의 전압이 본 발명의 액정 표시 장치를 통하여 언제나 인가되는 것이 바람직하다.
전압이 수직으로 배향된 액정 분자를 통하여 기판에 인가되면, 액정 분자가 떨어지는 방향은 특이적으로 결정되지 않는다. 그 결과, 복수개의 중심축이 존재하는 일시적인 상태가 존재한다. 연속해서 전압을 인가한 후, 볼록부로 정의된 각 영역에 한개의 중심축이 형성된다. 이 상태는 약 1/2Vth 이상의 전압이 인가되는 한 안정하게 유지될 수 있다.
상술한 점을 고려할 때, 약 1/2Vth 이상의 전압을 인가하는 동안 액정 재료에 미리 혼합된 광경화성 수지를 경화시키는 것에 의해 액정층의 표면 영역에 축대칭 배향 고정층이 형성될 수 있고 그에 의해 축대칭 배향을 안정화시킬 수 있다. 이렇게 하여, 액정 분자의 축대칭 배향을 안정화시킬 수 있다. 광경화성 수지가 일단 경화되며, 약 1/2Vth 이상의 전압은 복수개의 중심축 형성없이 제거될 수 있다. 그 결과, 축대칭 배향이 양호한 재현성으로 형성될 수 있다.
예컨대, 아크릴레이트 수지, 메타크릴레이트 수지, 스티렌 수지, 및 이들의 유도체가 광경화성 수지로 사용될 수 있다. 수지에 광개시제를 부가함으로써 보다 효과적으로 광경화성 수지를 경화시킬 수 있다. 열경화성 수지도 또한 사용될 수 있다.
부가될 경화성 수지의 적합한 양은 사용된 재료에 따라 상이하기 때문에 본 명세서에서는 이를 특정하지 않고 있다. 그러나, 수지 함량(액정 재료를 포함한 전체 중량에 대한 %)은 약 0.1 내지 약 5%인 것이 바람직하다. 수지 함량이 약 0.1% 미만이면, 축대칭 배향이 경화수지에 의해 안정화되지 않을 수 있다. 수지 함량이 약 5%를 초과하면, 수직 배향층의 효과가 억제되며 또 액정 분자가 수직 배향으로부터 이동하게되어 투과율을 증가(누광)시켜 OFF 상태에서 흑색 상태를 악화시킨다.
(위상차판)
종래 기술 분야에서 상술한 바와 같이, 축이 서로 직교하도록 2개의 편광판 사이에 액정 재료가 끼워질 때, 표시면에 대한 법선 방향에서 만족스런 흑색 상태와 그에 따라 높은 콘트라스트 표시를 실현할 수 있다. 그러나, 다른 시야각으로부터 누광이 관찰되며 또 콘트라스트도 악화되는데, 이는 (i) 시야각 의존성이 편광판 고유의 특성으로부터 유발되고 또 (ii) 수직 배향된 액정 분자의 지연치가 방향에 따라 달라지기 때문이다.
상기한 점을 고려할 때, 본 발명에 따르면, 위상차판은 편광판중의 적어도 한개와 인접 기판들의 하나 사이에 제공된다.
도 36은 본 발명에 사용된 위상차판의 주요 굴절율의 방향을 도시하는 투시도이다. 도면은 위상차판과 평행한 x-y면을 가진 직교하는 좌표계를 정의한다. nx, ny 및 nz는 각각 위상차판의 굴절율 타원체의 세개의 주요 굴절율을 나타내는 것으로, nx 및 ny는 위상차판의 면에 따른 주요 굴절율이고 또 nz는 위상차판의 두께 방향에서 주요 굴절율이다. 위상차 보상 소자는 음의 복굴절율과 관계식 nznynz를 갖는다. 상기 관계식을 만족하는 위상차판에서, 최대 주요 굴절율인 nx방향은 지연축 방향에 상응한다.
예컨대, 가시광 범위에서 투명한(90% 이상의 투과율) 폴리카르보네이트, 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 폴리메타크릴레이트 (PMMA)와 같은 중합체 재료가 위상차판의 재료로 사용될 수 있다. 상기 재료의 평균 굴절율은 약 1.4 내지 약 1.7 범위이다.
위상차판은 광학 축이 상이한 방위각으로 향하는 복수개의 위상차 필름으로 된 적층 위상차 필름일 수 있다. 향상된 시야각 특성의 효과는 면내 방향에 따른 지연을 갖는 1축 막 및 두께 방향에 따른 지연을 갖는 1축 막을 함께 접착시키는 것에 의해 수득한 적층 막, 또는 면내 방향 및 두께 방향을 따라 각기 지연을 갖는 2축 막에 의해 제공될 수 있다. 다르게는, 2층 2축 위상차 필름들의 막이 사용될 수 있다.
또한, 도 37에 도시된 바와 같은 구조도 사용될 수 있다. 도 37을 참조하여, 액정셀(134)의 양측에 편광판(132a, 132b)을 제공한다. 편광판(132a)의 후면에 후면광(131)을 제공하면서, 상기 편광판(132a, 132b)과 액정셀(134) 사이에 2축 위상차 필름(133a, 133b)을 제공한다. 상기 액정 표시 장치는 예컨대 도 37b 및 37c에 나타낸 구조를 가질 수 있다.
적어도 하나의 편광판(132a) 및 (132b)은 그 사이에 편광층(136a) 또는 (136b)을 가지며 한 쌍의 지지 필름(135a,137a) 또는 한 쌍의 지지 필름(135b,137b)에 의해 지지된다. 편광판(132a) 및 (132b)은 면내 방향 또는 면의 법선 방향으로 지연을 갖는 시중에서 구입 가능한 편광판일 수 있다. 상기 편광판은 예컨대 Nitto Denko Co. 및 Sumitomo Chemical Co.로부터 구입할 수 있다. 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 시야각 보상용으로 사용되는 위상차 보상 소자의 지연은 편광판(132a) 및 (132b)의 지연을 포함한다. 시야각 특성은 본 발명에 따른 지연치를 조정함으로써 개선된다. 상기 실시예에서, 지지 피름은 편광층의 양면에 제공되지만, 지지 필름은 편광층의 한면에 제공될 수 있다.
본 발명에 사용가능한 필름의 예는 TAC(트리아세트산 셀룰로오스), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PETG(폴리에틸렌 글리콜), PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트), PC(폴리카보네이트), ARTON 및 ZENOX로 형성된 단축 또는 2축 필름을 포함한다. 구체적으로, 위상차 필름보다 더 단단한 TAC 필름은 지지 필름용으로 적합하다. TAC로 형성된 지지 필름은 예컨대 면에 대한 법선 방향으로 약 50 내지 60㎚의 지연 및 면내 방향으로 약 5 내지 10㎚의 지연을 갖는다.
위상차판은 편광판중의 하나 및 그와 인접하는 기판중의 하나 사이에, 또는 편광판 각각 및 그와 인접하는 기판중의 하나 사이에 제공될 수 있다.
주요 굴절율 nx의 방향 및 편광판과 인접하는 편광판의 흡수축의 방향은 바람직하게는 약 45°내지 약 135°, 더욱 바람직하게는 약 67°내지 약 113°의 각을 형성한다. 바람직하게는, 이들은 편광판 고유한 특성으로부터 기인한 시야각 의존성 및 액정층의 지연치의 시야각 의존성을 보상하는 효과를 충분히 제공하기 위하여 실질적으로 서로 직교한다.
편광판이 크로스 니콜 상태로 배치된 경우 실시한 평가는 도 38에 도시한 바와 같이, 위상차판의 지연축과 편광판의 흡수축 사이의 각이 90°로부터 1°이상 이동했을 때, 편광판이 크로스 니콜 배치일 때 수득한 편광 특성이 악화되므로, 누광을 초래하고 따라서 충분한 흑색 레벨 또는 충분한 콘트라스트를 실현할 수 없다는 것을 나타내었다. 따라서, 주요 굴절율 nx 방향과 편광판의 흡수축과 직교하는 방향 사이의 각 이동은 약 1°이거나 그 미만인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 액정 분자의 복굴절율을 Δn, 액정층의 평균 두께를 dLC 및 위상차판의 두께를 df라 할 때, 위상차판의 면내(in-plane) 지연치 df·(nx-ny)는 액정층의 지연치 dLC·Δn 보다 작은 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 위상차판의 면내 지연치 df·(nx-ny)는 액정층의 지연치 dLC·Δn의 약 3.5% 내지 약 15% 범위이다. 3.5% 미만이면, 시야각 특성의 개선 효과가 감소되고 또 15%를 초과하면 시야각을 경사지게한 경우 색조의 변화가 크게되는 경우가 있다.
바람직하게는, 두께 방향에서 위상차판의 지연치 df·(nx-nz)는 액정층의 지연치 dLC·Δn 보다 작다. 상기 지연치 df·(nx-nz)는 액정층의 지연치 dLC·Δn의 약 30% 내지 약 80% 범위인 것이 더욱 바람직하다. 30% 미만이면, 위상차판의 효과가 감소되고 또 80%를 초과하면, 시야각을 넓게 경사지게한 경우 착색이 현저하게 경우가 있다.
이후, 시야각에 대하여 위상차판이 어떻게 보상하는지에 대한 메카니즘을 노멀리 블랙 방식의 예를 들어 설명한다.
편광판의 흡수축에 대한 약 45°방위각에서 시야각 특성은 편광판의 편광 특성 및 액정 분자의 축대칭 배향으로 인하여 축방향에서의 시야각 특성에 비하여 일반적으로 열등하게된다.
위상차판 없이 편광판만을 구비한 액정셀의 OFF 상태에서, 도 39에 도시한 바와 같이 정면 방향으로부터 떨어져서 시야각을 경사지게한 경우, 굴절율 타원체의 겉보기 굴절율은 도 40에 도시한 바와 같이 변화한다. 따라서, 광학 특성 때문에 만족스런 시야각 특성을 얻을 수 없다.
위상차판을 구비한 액정셀의 OFF 상태에서, 도 41에 도시한 바와 같이 정면 방향으로부터 떨어져서 시야각을 경사지게한 경우, 굴절율 타원체의 겉보기 형상은 도 42에 도시한 바와 같이 실질적으로 구형이며, 이때문에 시야각이 변하더라도 광학특성은 거의 변하지 않는다. 따라서, 도 43(및 도 44)에 도시한 바와 같이, 시야각이 OFF 상태에서 (및 ON 상태에서) 정면 방향으로부터 경사지더라도, 흑표시 (및 백표시)는 표시면에 대하여 정면 방향으로부터 볼 때와 동일하게 보이므로, 시야각 특성이 보상된다.
더구나, 시야각 특성은 도 45 내지 도 48에 도시한 바와 같이 편광판의 흡수축과 더불어 배향된 위상차판에 의해 열화되지 않는다. 따라서, 모든 방위각에서 만족스런 시야각 특성을 실현할 수 있다.
도 49 및 도 50은 상술한 시뮬레이션 (1) 및 (2)에 있어서 액정셀의 지연과 최적화된 위상차 필름(면내 방향에서 굴절율 차와 위상차 판(위상차 필름)의 두께 방향에서 굴절율 차의 비율을 약 4.5로 설정함)의 면내 방향 및 정면 방향의 지연 사이의 관계를 평가함으로써 얻은 결과를 도시한다. 이들 도면으로부터, 면내 방향 및 두께 방향에서 최적 지연은 dLC·Δn의 값이 증가함에 따라 증가함을 알 수 있다.
위상차판의 면내 방향에서 지연치 df·(nx-ny)와 두께 방향에서 지연치 df·(nx-nz)의 비율(또는 굴절율차의 비율)은 도 51 내지 도 54에 도시한 바와 같이 약 0 보다 큰 것이 바람직하다. 상기 지연치의 비율이 약 0이 아니면(즉, 두께 방향(법선 방향)에서 지연치가 약 0이 아니면), 시야각 보상 효과가 제공된다.
또한 도 51 및 도 53에 도시한 바와 같이, 면내 방향에서 굴절율 차와 두께 방향에서 굴절율 차의 비율(즉, 지연 비율)이 약 2 이상이면, 약 10의 콘트라스트비로 시야각 약 60°이상의 만족스런 표시를 실현할 수 있다.
전형적인 TN 방식 액정 표시 장치가 약 60°의 시야각을 갖기 때문에 상기에서 시야각은 약 60°이상으로 설정된다. 전형적인 광시야각 방식이 약 10의 콘트라스트비를 갖기 때문에, 상기에서 콘트라스트비는 약 10으로 설정된다. 또한 콘트라스트비 약 10으로 IPS 방식 또는 VA 방식을 고려하여 시야각 약 70°이상을 실현하기 위해서는 굴절율차의 비율을 약 2.5 이상으로 하는 것이 바람직하다.
특히, 도 52에 도시한 바와 같이, 굴절율차의 비율이 약 3 내지 약 6 범위이면, 콘트라스트비 약 20으로 약 60°이상의 시야각을 갖는 보다 우수한 표시를 실현할 수 있다. 그래프로부터 알 수 있듯이, 굴절율차의 비율은 약 3 내지 약 6 범위인 반면에 Ф=45°, Ф=135°에서 특성은 다른 방위각에서 특성에 비하여 훨씬 우수하다. 따라서, 약 3 내지 약 6의 굴절율차 비율 범위에서는 Ф=45°, Ф=135°에서 시야각 특성이 향상되어 실질적인 원형의 시야각 특성이 실현된다.
상기에서, 전형적인 TN 방식 액정 표시 장치는 약 60°의 시야각을 갖기 때문에, 시야각은 약 60°이상으로 설정된다. 상기 예에서 콘트라스트비는 약 20으로 설정되는데, 이는 전형적인 넓은 시야각 방식에서보다 더 엄격한 조건하에서 만족스런 표시 특성을 실현할 수 있기 때문이다.
(수직 배향층)
수직 배향층은 그것이 액정 분자를 수직으로 배향하기 위한 면을 갖는 한 어떤 형태이어도 상관없고 또 무기 또는 유기 재료를 사용하여 제공될 수 있다. 예컨대, 폴리이미드 유형의 재료(JALS204: 일본 신세틱 러버 컴패니 리미티드 제조 또는 1211: 닛산 가가꾸 제조), 무기 유형의 재료 (EXP-OA003: 닛산 가가꾸 고교에 의해 제조) 등이 사용될 수 있다.
(편광판)
수직 배향된 액정 재료를 사이에 포함한 크로스(cross) 니콜 상태로 한쌍의 편광판이 제공되면, 노멀리 블랙 방식에서 만족스런 흑색 상태를 실현할 수 있어 높은 콘트라스트 표시를 실현할 수 있게 된다. 예컨대, 편광판은 요오드 또는 친수성 중합체를 흡수하여 친수성 중합체 막(폴리비닐 알코올 막, 폴리비닐 포르말 막, 폴리비닐 아세탈 막 및 폴리(에틸렌-아세트산)공중합체 비누화 막)상으로 배향시키는 것에 의해 수득한 요오드 편광막, 염료 편광막 등; 및 폴리비닐 알코올 막을 탈수시키거나 또는 폴리비닐 클로라이드막으로부터 염산을 제거하는 것에 의해 폴리엔을 배향시켜 수득한 폴리엔 편광막일 수 있다.
편광판의 표면에 방현층을 제공함으로써 흡수축 방향으로부터 약 45°정도 이동된 방향에서 시야각 특성을 더 향상시킬 수 있다. 방현층은 경질 피복층상에 방현 공정을 실시함으로써 제공된다. 경질 피복층에 사용된 결합제 수지는 경질 특성을 갖고 투명인 한 수지의 종류에 구애되지 않으며, 예컨대 열경화성 수지, 전리 방사선 경화성 수지 등이 사용된다. 상기에서 사용된 용어 경질 특성 또는 경질 피복은 JISK5400에 정의되고 연필 경도 시험에서 사용된 바와 같은 H 등급과 동일하거나 그 이상의 경질을 갖는 것을 지칭한다.
예컨대, 열경화성 수지는 페놀 수지, 우레아 수지, 디알릴 프탈레이트 수지, 멜라민 수지, 구안아민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노알키드 수지, 멜라민-우레아 공축합 수지, 실리콘 수지, 폴리실옥산 수지 등이다.
전리 방사선 경화성 수지는 이온 빔 방사선 또는 자외선 방사선에 의해 경화될 수 있는 수지를 포함한다. 전리 방사선 경화성 수지는 바람직하게는 아크릴레이트 관능기를 가지며 또 비교적 저분자량의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지 및 폴리티올 폴리엔 수지, 및 다가 알코올과 같은 다가 화합물의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 올리고머 또는 예비중합체 등 일 수 있다. 바람직하게는 폴리에스테르 아크릴레이트 및 폴리우레탄 아크릴레이트의 혼합물이 사용된다.
경질 피복층상에서 실시된 방현 공정은 주위 광이 분산되어 관찰자의 눈에 직접적으로 광이 들어가지 않도록 표면상에 미세한 요철을 형성하는 공정이다. 이 공정은 매스(mass) 막을 사용하는 공정 또는 미세한 입자를 결합제 수지에 부가하는 공정일 수 있다.
매스 막을 사용한 방법은 다음과 같이 실시될 수 있다. 먼저, 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 편광판의 표면에 도포하고 미세한 요철을 갖는 매스상 매스 막을 상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 미경화 도포 막상에 적층한다. 상기 막에 전리 방사선을 조사하여 도포된 수지 조성물을 완전히 경화시킨다. 매스 막이 완전히 제거되면, 미세한 요철을 갖는 방현층이 형성된다.
결합제 수지에 부가될 미세 입자는 비이드 또는 충전재, 예컨대 무정형 실리카 분말, 폴리카르보네이트 입자, 아크릴레이트 수지 비이드, 메타크릴레이트 수지 비이드 등 일 수 있다.
편광판의 표면에 방현층을 제공하고 또 방현층위에 반사 방지막(또는 반사 방지 피복층)을 더 제공함으로서 흡수축으로부터 약 45°이동된 방향에서 시야각 특성을 더 향상시킬 수 있다. 상기 반사 방지막은 광의 간섭을 이용한 반사광의 양을 감소시키며 예컨대 무기 재료의 유전체 박막으로된 적층 막일 수 있다. 예컨대 무기 재료는 LiF, MgF2, 3NaF.AlF3, AlF3, SiOx(1.8x2.2) 등 일 수 있다. 가스상 방법은 무기 재료의 박막을 제조하는데 사용되는 것이 바람직하다(예컨대, 진공 증착법, 스퍼터링, 이온 도금법, 플라즈마 CVD 등).
이후, 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 5
도 55a 및 도 55b를 참조하여, 본 발명의 실시예 5의 액정 표시 장치의 제조방법을 설명한다. 도 55a는 본 발명의 실시예 5에 따른 액정 표시 장치를 도시하는 단면도이고; 또 도 55b는 그의 평면도이다.
먼저, 기판(62)상에 형성된 투명 전극(63)(예컨대, ITO: 약 100 nm)상에 감광성 폴리이미드를 사용하여 약 5 ㎛ 높이의 스페이서(65)를 화소 영역 외부에 형성한다. 아크릴 네가티브 레지스트를 사용하여 약 3㎛ 높이의 볼록부(66)를 형성한다. 볼록부(66)로 둘러싸인 영역(즉, 화소 영역)의 크기는 약 100 ㎛ x 약 100 ㎛이다. 제조된 구조위에 JALS-204 (일본 신세틱 러버 컴패니 리미티드 제조)를 스핀 피복하여 수직 배향층(68)을 형성한다. 또한 동일한 재료를 사용하여 다른 기판(61)상의 투명 전극(64)(ITO: 약 100㎛)상에 다른 수직 배향층(67)을 형성한다. 기판들을 서로 접착시켜 액정셀을 제조한다.
Nn 유형의 액정 재료(Δε=약 -4.0; Δn=약 0.08; 액정 재료 고유의 트위스트 각은 약 5㎛의 셀 갭내에서 90°트위스트 각을 갖도록 설정된다; 지연치 dLC·Δn=약 400 nm)를 상기 제조된 액정셀에 주입하고 약 7V의 전압을 인가한다. 전압 인가 직후의 초기 상태에서는 축대칭 배향축이 복수개 존재하였다. 전압을 계속 인가한 후에는 각 화소 영역은 한개의 축대칭 배향 영역(모노도메인)을 갖는다.
이어, 도 56a에 도시한 바와 같이, 액정셀(100)의 양측에 편광판(101, 102) 및 위상차판(103, 104)을 제공하여 액정 표시 장치를 완성하였다. 도 56a는 본 실시예에서 액정셀, 편광판 및 위상차판의 배치를 도시한다. 도 56b는 흡수축 방향과 3개의 주요 굴절율중의 최대치(즉, 지연 축)인 nx 방향 간의 관계를 도시하는 다이아그램이다. 도 56a에 도시한 바와 같이, 각 흡수축이 서로 직교하도록 액정셀(100)의 양측상에 상부 편광판(101) 및 하부 편광판(102)을 제공하였다. 제 1위상차판(103)은 상부 편광판(101)과 액정셀(100) 사이에 제공되었고 또 제 2위상차판(104)은 하부 편광판(102)과 액정셀(100) 사이에 제공되었다. 제 1위상차판(103) 및 제 2위상차 판(104) 각각은 도 36에 도시된 바와 같은 위상차 판이다. 이 실시예에서, 면내 방향에서 지연치 df·(nx-ny)는 약 42 nm로 설정되며 또 두께 방향에서 지연치 df·(nx-nz)는 약 170 nm로 설정되었다.
제작된 액정 표시 장치에서, 수직 배향층(68)은 도 55a에 도시한 바와 같은 사발형 단면을 갖는다. 도 55a를 참고하면, 화소의 중심으로부터 주변으로 변화하는 배향층(68)의 두께에 대한 곡선의 미분 계수는 양인 반면에, 화소 영역내에서 변화하는 액정 층의 두께에 상응하는 곡선의 미분 계수는 음이다.
약 1/2Vth 이상의 전압이 인가되는 한, 액정셀의 축대칭 배향은 안정하였다. 전압이 약 1/2Vth 미만으로 감소되면, 액정 분자는 축대칭 배향으로부터 초기 상태로 복귀하였다. 초기 상태(축대칭 배향의 중심축이 복수개 존재)후에 전압이 다시 인가되면, 각 화소 영역에서 오직 한개의 중심축이 존재하는 축대칭 배향을 수득한다. 이 현상은 동일한 방식으로 20회 실험을 통하여 확인되었다.
실시예 5의 액정셀의 전자광학 특성을 측정하기 위하여, 각 축대칭 상태에 도달하도록 약 1/2Vth 이상의 전압을 인가하고, 그후 축대칭 배향이 안정한 범위(약 1/2Vth 이상)내의 전압을 이용하여 전자광학 특성을 측정하였다.
도 57은 실시예 5의 액정 표시 장치의 전자광학 특성을 도시한다. 도 57로부터 알 수 있듯이, 실시예 5의 액정 표시 장치에서 OFF 상태에서 투과율은 낮고 양호한 콘트라스트비(CR=약 300: 1, 약 5V에서)을 얻을 수 있었다.
도 58은 실시예 5에 따른 액정 표시 장치의 콘트라스트의 시야각 특성을 도시한다. 도 58에서, Ф는 방위각(표시면에서 각), θ는 시야각(표시면에 대한 법선 방향으로부터 경사진 각)을 나타내고 또 음영 영역은 콘트라스트비가 약 20:1 이상인 영역을 나타낸다. 도 58은 편광판의 흡수축으로부터 약 45°가량 경사진 방향(시야각 특성이 특히 불량한 방향)을 비롯한 광시야각에 걸쳐 높은 콘트라스트비를 얻을 수 있음을 도시하고, 또 실질적으로 원형 시야각 특성을 도시한다.
실시예 6
실시예 6에서, 도 55a 및 55b에 도시된 바와 같은 액정셀을 실시예 5에서와 동일한 방식으로 제조하고 또 실시예5와 마찬가지로 도 56a 및 56b에 도시한 바와 같이 편광축(101, 102) 및 위상차판(103, 104)을 액정셀(100)의 양측에 제공하여 액정 표시 장치를 완성하였다. 그러나, 실시예 6에서는 Nn형 액정 재료 (Δε=약 -3.3; Δn=약 0.773; 액정 재료 고유의 트위스트 각은 약 6 ㎛의 셀 갭내에서 90°트위스트각을 갖도록 설정된다; 지연치 dLC·Δn=약 450 nm)를 제조된 액정셀에 주입하였다.
도 59는 실시예 5에서와 같이 측정된 실시예 6의 액정 표시 장치의 전자광학 특성을 도시한다. 그러나 실시예 6에서는 시야각 및 방위각을 각각 θ=약 40°및 Ф=약 45°로 고정한 반면에, 위상차판의 면내 지연치 df·(nx-ny)를 변화시켰다. 도 59는 df·(nx-ny)가 약 16.0 nm 내지 약 65.0 nm (액정층의 지연치 dLC·Δn의 약 3.5% 내지 약 15%에 상응) 범위일 때 콘트라스트비가 약 10 이상임을 도시한다. 콘트라스트비는 df·(nx-ny)가 약 42.5 nm (dLC·Δn의 약 9.5%에 상응)일 때 최고치를 취한다. 또한 시야각 및 방위각을 각기 θ=약 40°및 Ф=약 135°로 고정한 반면에 면내 지연치 df·(nx-ny)를 변화시켰을 때도 도 59도에 도시한 결과와 유사한 결과를 얻었다.
비교예 5
이후, 본 발명의 실시예 5의 비교예 5를 설명한다.
비교예 5에서는, 도 55a 및 55b(실시예 5)에 도시된 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 액정셀을 사용하였다. 각 흡수축이 서로 직교하도록 한쌍의 편광판을 액정셀의 양측에 제공하였다. 그러나 비교예 5에서는 위상차 보상 소자를 사용하지 않았다.
도 60은 비교예 5에 따른 액정 표시 장치의 콘트라스트의 시야각 특성을 도시한다. 도 60에서 Ф는 방위각(표시 면내에서 각), θ는 시야각(표시면에 대한 법선 방향으로부터 경사진 각)을 나타내고, 또 음영 영역은 콘트라스트비가 약 10:1 이상인 영역을 나타낸다. 도 60은 편광판의 흡수축으로부터 약 45°이동한 방향(즉, 도 60에서 (β) 또는 (γ)로 나타낸 방향)에서 시야각 특성이 불량한 것을 도시한다. 특히, 콘트라스트는 시야각이 약 35°이상일 때 현저히 악화되었다.
비교예 6
이후, 본 발명의 실시예 5의 비교예 6을 설명한다.
비교예 6에서는 도 55(실시예 5)에 도시된 것과 동일한 구조를 갖는 액정셀을 사용하였다. 각 흡수축이 서로 직교하도록 액정셀의 양측에 한쌍의 편광판을 제공하였다. 또한 제 1위상차판을 상부 편광판과 액정셀 사이에 제공하고 또 제 2위상차판은 하부 편광판과 액정셀 사이에 제공하였다. 비교예 6에서 제 1 및 제 2위상차판은 소위 프리스비(frisbee) 유형의 위상차판으로, nx=ny이고 또 두께 방향에서 지연치 df·(nx-nz)는 약 150 nm로 설정되었다.
도 61은 비교예 6에 따른 액정 표시 장치의 콘트라스트의 시야각 특성을 도시한다. 도 61에서, Ф는 방위각(표시면내에서 각), θ는 시야각(표시면에 대한 법선 방향으로부터 경사진 각)을 나타내고, 또 음영 영역은 콘트라스트비가 약 10:1 이상인 영역을 나타낸다. 도 61은 편광판의 흡수축으로부터 약 45°이동한 방향(즉, 비교예 5에서 비교된 것과 같음)에서 시야각 특성이 약간 향상됨을 나타내었다. 그러나, 시야각이 약 40°이상일 때 콘트라스트는 현저히 악화되었다.
실시예 7
실시예 7에서는 실시예 5와 유사한 방식으로 도 55a 및 55b에 도시한 바와 같은 액정셀을 제조하며, 또 도 56(실시예 5에서와 같이)에 도시한 바와 같이 액정셀(100)의 양측에 편광판(101, 102) 및 위상차판(103, 104)을 제공하여 액정 표시 장치를 완성하였다. 실시예 7에서는 편광판(101)의 표면에 약 3.5%의 헤이즈와 약 80%의 광택을 갖는 방현층을 제공하였다.
도 62a 및 도 62b는 각기 실시예 7의 액정 표시 장치의 4 계조 표시 (구동 전압: 약 2.77 V, 약 3.74 V, 약 4.8 V 및 약 7.77 V)의 계조 특성을 도시한다. 도 62a는 상부 편광판(101)의 흡수축 방향에서 계조 특성을 도시하고; 또 도 62b는 상부 편광판(101)의 흡수축으로부터 약 45°이동한 방향에서 계조 특성을 도시한다. 대조를 위하여, 도 63a 및 도 63b는 각각 실시예 5의 액정 표시 장치의 4계조 표시 (구동전압: 약 2.77 V, 약 3.74 V, 약 4.8 V 및 약 7.77 V)의 계조 특성을 도시한다. 도 63a는 상부 편광판(101)의 흡수축 방향에서 계조 특성을 도시하고; 또 도 63b는 상부 편광판(101)의 흡수축으로부터 약 45°이동한 방향에서 계조 특성을 도시한다.
도 62a, 도 62b, 도 63a 및 도 63b는 시야각이 경사졌을 때 흔히 생기는 흑색 레벨의 증가가 위상차판상에 제공된 방현층에 의해 억제됨을 도시한다. 특히, θ=약 60°(흡수축으로부터 45°이동함)에서 흑색 레벨의 증가는 현저히 억제되기 때문에 콘트라스트비와 시야각 특성을 향상시킨다.
실시예 8
실시예 8에서는 도 55a 및 55b에 도시한 바와 같은 액정셀을 실시예 7에서와 동일한 방식으로 제조하고 또 도 56a 및 56b(실시예 7에서와 같이)에 도시한 바와 같이 액정셀(100)의 양측에 편광판(101, 102) 및 위상차판(103, 104)을 제공하여 액정 표시 장치를 완성하였다. 실시예 8에서는 약 13%의 헤이즈 및 약 40%의 광택을 갖는 방현층을 편광판(101) 표면에 제공하였다.
도 64a 및 도 64b는 각기 실시예 8의 액정 표시 장치의 4계조 표시 (구동전압: 약 2.77V, 약 3.74V, 약 4.8 V 및 약 7.77 V)의 계조 특성을 도시한다. 도 64a는 상부 편광판(101)의 흡수축 방향에서 계조 특성을 도시하고; 또 도 64b는 상부 편광판(101)의 흡수축으로부터 약 45°이동한 방향에서 계조 특성을 도시한다.
도 64a 및 도 64b는 시야각이 경사졌을 때 흔히 생기는 흑색 레벨의 증가가 실시예 7에서와 같이 위상차판상에 제공된 방현층에 의해 억제됨을 도시한다. 특히, θ=약 60°(흡수축으로부터 45°이동함)에서 흑색 레벨의 증가는 실시예 7에 비하여 더욱 현저히 억제되기 때문에 콘트라스트비와 시야각 특성을 더욱 향상시킬 수 있었다.
실시예 9
실시예 9에서는 도 55a 및 55b에 도시한 바와 같은 액정셀을 실시예 7에서와 동일한 방식으로 제조하고 또 도 56a 및 56b(실시예 7에서와 같이)에 도시한 바와 같이 액정셀(100)의 양측에 편광판(101, 102) 및 위상차판(103, 104)을 제공하여 액정 표시 장치를 완성하였다. 실시예 9에서는 약 3.5%의 헤이즈 및 약 80%의 광택을 갖는 방현층을 편광판(101) 표면에 제공하고 또 반사 방지막을 방현층 위에 더 제공하였다.
도 65a 및 도 65b는 각기 실시예 9의 액정 표시 장치의 4계조 표시 (구동전압: 약 2.77V, 약 3.74V, 약 4.8 V 및 약 7.77 V)의 계조 특성을 도시한다. 도 65a는 상부 편광판(101)의 흡수축 방향에서 계조 특성을 도시하고; 또 도 65b는 상부 편광판(101)의 흡수축으로부터 약 45°이동한 방향에서 계조 특성을 도시한다.
도 65a 및 도 65b는 시야각이 경사졌을 때 흔히 생기는 흑색 레벨의 증가가 실시예 7에서와 같이 위상차판상에 제공된 방현층에 의해 억제됨을 도시한다. 특히, θ=약 60°(편광축으로부터 45°이동함)에서 흑색 레벨의 증가는 방현층상에 제공된 반사 방지막에 의해 실시예 7에 비하여 더욱 현저히 억제되기 때문에 콘트라스트비와 시야각 특성을 더욱 향상시킬 수 있었다.
실시예 10
실시예 10에서는 도 55a 및 55b에 도시한 바와 같은 액정셀을 실시예 7에서와 동일한 방식으로 제조하고 또 도 56a 및 56b(실시예 7에서와 같이)에 도시한 바와 같이 액정셀(100)의 양측에 편광판(101, 102) 및 위상차판(103, 104)을 제공하여 액정 표시 장치를 완성하였다. 실시예 10에서는 약 13%의 헤이즈 및 약 40%의 광택을 갖는 방현층을 편광판(101) 표면에 제공하고 또 방현층 위에 반사 방지막을 더 제공하였다.
도 66a 및 도 66b는 각기 실시예 9의 액정 표시 장치의 4계조 표시(구동전압: 약 2.77V, 약 3.74V, 약 4.8 V 및 약 7.77 V)의 계조 특성을 도시한다. 도 66a는 상부 편광판(101)의 흡수축 방향에서 계조 특성을 도시하고; 또 도 66b는 상부 편광판(101)의 흡수축으로부터 약 45°이동한 방향에서 계조 특성을 도시한다.
도 66a 및 도 66b는 시야각이 경사졌을 때 흔히 생기는 흑색 레벨의 증가가 방현층 위에 더 제공된 반사 방지막에 의해 실시예 8 보다 더욱 억제되므로 콘트라스트비와 시야각 특성을 더욱 향상시킬 수 있음을 도시한다.
실시예 11
도 67을 참조하면서, 본 발명의 실시예 11의 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 설명한다. 본 발명의 액정 표시 장치는 도 55a 및 도 55b에 도시한 액정셀과 유사한 구조를 갖는다. 따라서, 실시예 11은 도 55a 및 도 55b를 참조하여 설명한다.
먼저, 기판상에 형성된 투명 전극(예컨대, ITO: 약 100 nm)상에 감광성 폴리이미드를 사용하여 약 6 ㎛ 높이의 스페이서를 화소 영역 외부에 형성하였다. 아크릴 네가티브 레지스트를 사용하여 약 3㎛ 높이의 볼록부(66)를 형성하였다. 볼록부(66)로 둘러싸인 영역(즉, 화소 영역)의 크기는 약 100 ㎛ x 약 100 ㎛ 였다. JALS-204(일본 신세틱 러버 컴패니 리미티드 제조)를 상기 제조된 구조위에 스핀 피복함으로써 수직 배향층(68)을 형성하였다. 또한 동일한 재료를 사용하여 다른 기판(61)상의 투명 전극(64)(ITO: 약 100㎛)상에 다른 수직 배향층(67)을 형성하였다. 기판들을 서로 접착시켜 액정셀을 제조하였다.
Nn 유형의 액정 재료(Δε=약 -3.0; Δn=약 0.073; 액정 재료 고유의 트위스트 각은 약 5㎛의 셀 갭내에서 90°트위스트 각을 갖도록 설정하였다; 지연치 dLC·Δn=약 450 nm)를 제조된 액정셀에 주입하고 약 7V의 전압을 인가하였다. 전압 인가 직후의 초기 상태에서는 축대칭 배향축이 복수개 존재하였다. 전압을 계속 인가한 후에는 각 화소 영역은 한개의 축대칭 배향 영역(모노도메인)을 갖는다.
이어, 도 67에 도시한 바와 같이 액정셀(100)의 양측에 편광판 및 위상차판을 제공하여 액정 표시 장치를 완성하였다. 도 67은 본 실시예에서 액정셀, 편광판 및 위상차판의 배치 및 흡수축 방향과 3개의 주요 굴절율중의 최대치(즉, 지연 축)인 nx 방향 간의 관계를 도시한다. 도 67에 도시한 바와 같이, 각 흡수축이 서로 직교하도록 액정셀(100)의 양측상에 상부 편광판 및 하부 편광판을 제공하였다. 위상차판은 상부 편광판과 액정셀 사이에 제공하였다. 위상차판은 하부 편광판 및 액정셀 사이에 제공하였다. 본 실시예의 위상차판은 폴리카르보네이트를 사용하고 2축 연신법을 이용하여 형성되었다. 본 실시예에서 면내 방향에서 지연치 df·(nx-ny)는 약 42 nm로 설정되었고 또 두께 방향에서 지연치 df·(nx-nz)는 약 191 nm로 설정되었다.
다른 실시예와 다른 점은 위상차판이 액정셀의 한면에만 제공되는 점이다. 2개 축방향을 따라 지연치를 갖는 위상차판이 본 실시예에서 위상차판으로 사용되었지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 전체 액정 표시 장치가 2방향의 지연치를 갖는 한, 즉 x, y 및 z축 방향의 굴절율 nx, ny 및 nz가 nz(nx+ny)/2이고 또 nx≠ny인 조건을 만족하면 다른 위상차판도 사용될 수 있다.
도 68은 본 실시예의 액정 표시 장치의 콘트라스트비의 시야각 특성을 도시한다. 음영 영역은 콘트라스트비가 약 10:1 이상인 영역을 나타낸다. 본 실시예의 액정 표시 장치에서 크로스 니콜 배치로 제공된 편광판의 효과로 인하여, 콘트라스트비가 약 10 이상인 시야각은, 시야각 특성이 보통 불량한 편광판의 각 흡수축 사이의 동일각 방향(Ф=약 45°)에서 위상차판이 제공되지 않을 때의 시야각 특성에 비하여 약 1.7배 증가하였다. 따라서, 전 방위각에서 높은 콘트라스트비를 얻을 수 있었다. 실시예 11에서는 위상차판을 전면측의 편광판과 액정셀의 사이에 배치하였지만, 후면측의 편광판과 액정셀 사이에 배치하여도 동일한 시야각 특성을 얻을 수 있었다.
편광판의 흡수축으로부터 약 45°정도 이동한 방향에서, 위상차판의 면내와 법선 방향의 지연이 각각 약 5 nm 내지 약 70 nm 및 약 60 nm 내지 약 280 nm 범위일 때, 위상차판이 없는 경우에 비하여 보다 넓은 시야각 보상 효과를 얻을 수 있었다.
실시예 12
실시예 12의 액정 표시 장치는 실시예 11의 액정 표시 장치에서와 동일한 액정셀과 2축 연신법에 의해 2개의 편광판중의 어느 하나와 액정셀 사이에 제공된 2개의 위상차판을 사용한다. 본 실시예의 위상차판은 폴리카르보네이트 재료로 형성되며 면내 지연치 df·(nx-ny)가 약 43 nm 이고 또 두께 방향의 지연치 df·(nx-nz)가 약 191 nm이다. 본 실시예의 액정셀은 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자가 기판에 대하여 실질적으로 수직하게 배향되고 또 전압 인가하에서는 기판에 대하여 수직인 축과 축대칭으로 배향된 액정층을 갖는다.
도 69는 본 실시예의 액정 표시 장치의 구조를 도시한다. 위상차판 쌍의 각 지연 축은 서로 직교한다. 위상차판중의 하나의 지연축은 편광판의 흡수축과 직교하는 반면에 편광판의 각 흡수축은 서로 직교한다(크로스 니콜 상태).
도 70은 본 실시예의 액정 표시 장치의 콘트라스트비의 시야각 특성을 도시한다. 음영 영역은 콘트라스트비가 약 10:1 이상인 영역을 나타낸다. 본 실시예의 액정 표시 장치의 크로스 니콜 상태로 배치된 편광판의 효과로 인하여, 콘트라스트비가 약 10 이상인 시야각은, 시야각이 보통 불량한 편광판의 각 흡수축 사이의 동일 각 방향(Ф=약 45°)에서 위상차판이 제공되지 않은 경우와 비교하여 약 2.3배 증가하였다. 따라서 전방위에서 높은 콘트라스트비를 실현할 수 있었다.
편광판의 흡수축으로부터 약 45°정도 이동한 방향에서, 위상차판이 제공되지 않은 경우에 비하여 면내 지연이 약 5 nm 내지 약 70 nm 이고 법선 방향의 지연이 약 60 nm 내지 약 280 nm에서 시야각 보상 효과를 나타내었다.
상술한 바와 같이, 액정 분자가 전압이 인가되지 않은 상태에서 실질적으로 수직하는 방향으로 배향되고 또 전압이 인가된 상태에서는 각 화소의 축대칭 방향 또는 동심원 방향으로 배향된 액정 표시 장치에서, 임의 시야각에서 생길 수 있는 계조 반전을 방지할 수 있어 넓은 시야각에 걸쳐 높은 콘트라스트 표시를 실현할 수 있다. 액정 영역이 각 화소당 전형적으로 형성되면, 복수개의 액정 영역이 각 화소에 대해 형성될 수 있다.
탁월한 특성을 갖는 본 발명의 액정 표시 장치는 개인용 컴퓨터, 워드 프로세서, 오락기기, TV 등의 평면 표시, 또는 셔터 효과를 이용한 표시 판, 표시 윈도우, 표시 도어, 표시 월(wall)에 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명의 범위와 정신으로부터 벗어나지 않는 한 다양한 기타 변형이 가능하며 당업자에 의해 용이하게 실시될 수 있다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 명세서에 기술된 내용에 한정되지 않으며, 청구범위는 넓게 이해되어져야한다.

Claims (26)

  1. 한 쌍의 기판과 그 사이에 액정층을 갖는 액정셀;
    상기 액정셀을 사이에 갖는 한 쌍의 편광판; 및
    적어도 하나의 편광판과 액정셀 사이에 제공된 위상차 보상 소자를 포함하는 액정 표시 장치로서,
    상기 액정셀의 표면에 평행한 면내의 굴절율 이방성치는 백표시에서 보다 흑표시에서 더 작으며;
    상기 위상차 보상 소자는 서로 수직인 x, y 및 z축 방향으로 세 개의 주 굴절율 nx, ny 및 nz를 가지며, nx와 ny가 액정셀 표면에 평행한 면내의 주 굴절율일 때 nz는 상기 액정셀의 두께 방향의 주 굴절율이고, 여기서 x축은 액정 표시 장치의 관찰자측에 가까이 있는 편광판의 흡수축에 평행하며, 주 굴절율 nx, ny 및 nz는 하기 식 nz(nx+ny)/2; 및 nx≠ny를 만족시키는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 위상차 보상 소자가 각각 하나의 편광판과 액정셀 사이 및 다른 하나의 편광판과 액정셀 사이에 제공되고;
    제 1 및 제 2위상차 보상 소자는 각각 최대 굴절율 축을 가지며, 이 축을 따라 위상차 보상 소자는 액정셀 표면에 평행한 면내에서 최대 굴절율을 나타내고, 상기 축은 서로 수직인 액정 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 각 제 1 및 제 2위상차 보상 소자의 최대 굴절율 축이 위상차 보상 소자에 인접하는 하나의 편광판의 흡수축에 대하여 수직인 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 액정층이 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 재료를 포함하며, 네마틱 액정 재료의 액정 분자는 인가 전압이 없을 때 기판에 대하여 거의 수직으로 배향되는 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 액정층이 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 재료를 포함하며, 네마틱 액정 재료의 액정 분자는 인가 전압이 없을 때 기판에 대하여 거의 수직으로 배향되는 액정 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 액정셀이 복수의 화소 영역을 포함하고, 각 화소 영역은 각각 액정 분자의 상이한 배향을 갖는 두 개 이상의 액정 영역을 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 액정셀이 복수의 화소 영역을 포함하며, 액정 분자의 배향은 각 화소 영역에 있어서 연속적으로 변하는 액정 표시 장치.
  8. 제 5항에 있어서, 액정 분자의 복굴절율 Δn, 액정층의 평균 두께 dLC, 및 위상차 보상 소자의 두께 df가 하기 식 0≤{df·(nx-ny)}/(dLC·Δn)≤0.12; 및 0.05≤{df·(nx-nz)}/(dLC·Δn)≤0.69를 만족시키는 액정 표시 장치.
  9. 제 4항에 있어서,
    액정층이 복수의 액정 영역을 포함하고;
    한 쌍의 기판은 각각 액정층에 가까운 표면에 수직 배향층을 가지며, 액정 분자는 전압 인가시에 각 액정 영역에 축대칭으로 배향되며;
    한 쌍의 편광판의 각 흡수축은 서로 수직이고;
    위상차 보상 소자는 음의 복굴절율을 가지며 nxnynz의 관계를 갖는 액정 표시 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 위상차 보상 소자가 액정셀과 각 편광판 사이에 제공된 액정 표시 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 위상차 보상 소자가 면내 방향과 두께 방향으로 각각의 지연치를 갖는 2축 필름, 또는 면내 방향으로 지연치를 갖는 단축 필름과 두께 방향으로 지연치를 갖는 단축 필름이 함께 부착되어 얻어진 적층 필름을 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제 9항에 있어서, 위상차 보상 소자의 x축이 위상차 보상 소자에 인접하는 하나의 편광판의 흡수축에 대하여 실질적으로 수직인 액정 표시 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 위상차 보상 소자의 x축과 편광판의 흡수축에 대한 수직 방향 사이의 각도 이동이 1°이하인 액정 표시 장치.
  14. 제 9항에 있어서, Δn이 액정 분자의 복굴절율; dLC가 액정층의 평균 두께; df가 위상차 보상 소자의 두께를 나타낼 때, 면내 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-ny)가 액정층의 지연치 dLC·Δn 미만인 액정 표시 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 액정층의 지연치 dLC·Δn이 300㎚ 내지 550㎚의 범위인 액정 표시 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 액정 분자의 복굴절율 Δn, 액정층의 평균 두께 dLC, 및 위상차 보상 소자의 두께 df가 하기 식 0≤{df·(nx-ny)}/(dLC·Δn)≤0.13; 및 0≤{df·(nx-nz)}/(dLC·Δn)≤0.72를 만족시키는 액정 표시 장치.
  17. 제 9항에 있어서, Δn이 액정 분자의 복굴절율; dLC가 액정층의 평균 두께; df가 위상차 보상 소자의 두께를 나타낼 때, 두께 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-nz)가 액정층의 지연치 dLC·Δn 미만인 액정 표시 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 액정층의 지연치 dLC·Δn이 300㎚ 내지 550㎚의 범위인 액정 표시 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 액정 분자의 복굴절율 Δn, 액정층의 평균 두께 dLC, 및 위상차 보상 소자의 두께 df가 하기 식 0≤{df·(nx-ny)}/(dLC·Δn)≤0.13; 및 0≤{df·(nx-nz)}/(dLC·Δn)≤0.72를 만족시키는 액정 표시 장치.
  20. 제 14항에 있어서, 위상차 보상 소자가 하기 식 0.035≤{df·(nx-ny)}/(dLC·Δn)≤0.15를 만족시키는 액정 표시 장치.
  21. 제 9항에 있어서, 두께 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-nz)가 0 초과인 액정 표시 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 면내 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-ny)와 두께 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-nz)의 비율이 2 이상인 액정 표시 장치.
  23. 제 22항에 있어서, 면내 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-ny)와 두께 방향의 위상차 보상 소자의 지연치 df·(nx-nz)의 비율이 약 3 내지 약 6의 범위인 액정 표시 장치.
  24. 제 9항에 있어서, 위상차 보상 소자의 평균 복굴절율이 약 1.4 내지 약 1.7인 액정 표시 장치.
  25. 제 9항에 있어서, 방현층이 액정 표시 장치를 바라보는 관찰자에 가까이 있는 하나의 편광판 표면에 제공된 액정 표시 장치.
  26. 제 25항에 있어서, 반사 방지막이 방현층 표면에 제공된 액정 표시 장치.
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Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100223601B1 (ko) * 1997-05-29 1999-10-15 윤종용 액정 표시 장치
US6384889B1 (en) * 1998-07-24 2002-05-07 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display with sub pixel regions defined by sub electrode regions
KR100354906B1 (ko) * 1999-10-01 2002-09-30 삼성전자 주식회사 광시야각 액정 표시 장치
US6623861B2 (en) * 2001-04-16 2003-09-23 Battelle Memorial Institute Multilayer plastic substrates
US20090191342A1 (en) * 1999-10-25 2009-07-30 Vitex Systems, Inc. Method for edge sealing barrier films
US20100330748A1 (en) * 1999-10-25 2010-12-30 Xi Chu Method of encapsulating an environmentally sensitive device
US6866901B2 (en) 1999-10-25 2005-03-15 Vitex Systems, Inc. Method for edge sealing barrier films
US20070196682A1 (en) * 1999-10-25 2007-08-23 Visser Robert J Three dimensional multilayer barrier and method of making
JP4802409B2 (ja) * 2000-07-21 2011-10-26 コニカミノルタホールディングス株式会社 光学補償フィルム、それを用いた偏光板及び液晶表示装置
JP2002148623A (ja) * 2000-08-31 2002-05-22 Sharp Corp 液晶表示装置
JP4088042B2 (ja) * 2001-01-16 2008-05-21 株式会社日立製作所 液晶表示装置
JP2002313121A (ja) * 2001-04-16 2002-10-25 Nitto Denko Corp タッチパネル付照明装置及び反射型液晶表示装置
US20090208754A1 (en) * 2001-09-28 2009-08-20 Vitex Systems, Inc. Method for edge sealing barrier films
JP2003114325A (ja) * 2001-10-03 2003-04-18 Nitto Denko Corp 積層１／４波長板、円偏光板及びこれを用いた液晶表示装置、ならびにその製造方法
JP3917417B2 (ja) * 2001-12-11 2007-05-23 シャープ株式会社 反射型液晶表示装置
TW200305505A (en) * 2002-02-19 2003-11-01 Nitto Denko Corp Stacked phase shift sheet, stacked polarizing plate including the same and image display
JP3970055B2 (ja) 2002-02-28 2007-09-05 キヤノン株式会社 液晶表示装置
TW554233B (en) * 2002-03-01 2003-09-21 Victor Company Of Japan Reflective liquid crystal projection apparatus
JP4145535B2 (ja) * 2002-03-08 2008-09-03 シャープ株式会社 液晶表示装置のリターデーション設定方法
JP3863446B2 (ja) * 2002-03-08 2006-12-27 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP3993000B2 (ja) * 2002-03-08 2007-10-17 シャープ株式会社 液晶表示装置のリターデーションの設定方法
JP3983574B2 (ja) * 2002-03-08 2007-09-26 シャープ株式会社 液晶表示装置のリターデーション設定方法
US8900366B2 (en) * 2002-04-15 2014-12-02 Samsung Display Co., Ltd. Apparatus for depositing a multilayer coating on discrete sheets
US8808457B2 (en) 2002-04-15 2014-08-19 Samsung Display Co., Ltd. Apparatus for depositing a multilayer coating on discrete sheets
JP2004004150A (ja) * 2002-05-13 2004-01-08 Sumitomo Chem Co Ltd 積層位相差フィルム及びそれを用いた液晶表示装置
KR20040002155A (ko) * 2002-06-29 2004-01-07 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 수직 배향 모드 액정표시장치
KR100513657B1 (ko) * 2002-06-29 2005-09-09 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 수직 배향 모드 액정표시장치
KR20040006555A (ko) * 2002-07-12 2004-01-24 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
US6964795B2 (en) * 2002-08-02 2005-11-15 Eastman Kodak Company Multilayer optical compensator, liquid crystal display, and process
US20040021815A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-05 Eastman Kodak Company Liquid crystal cell with compensator layer and process
EP1387210A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-04 Eastman Kodak Company Compensator layer and liquid crystal cell with such a layer
JP4329983B2 (ja) * 2003-02-05 2009-09-09 大日本印刷株式会社 液晶ディスプレイ
US6965474B2 (en) * 2003-02-12 2005-11-15 3M Innovative Properties Company Polymeric optical film
US20040219305A1 (en) * 2003-02-13 2004-11-04 Fuji Photo Film Co., Ltd. Retardation film and elliptically polarizing film
US7648925B2 (en) * 2003-04-11 2010-01-19 Vitex Systems, Inc. Multilayer barrier stacks and methods of making multilayer barrier stacks
US7510913B2 (en) * 2003-04-11 2009-03-31 Vitex Systems, Inc. Method of making an encapsulated plasma sensitive device
US6937310B2 (en) * 2003-05-16 2005-08-30 Eastman Kodak Company Compensation films for LCDs
KR100701074B1 (ko) * 2003-06-12 2007-03-29 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치
US7211304B2 (en) * 2004-06-03 2007-05-01 Nitto Denko Corporation Multilayer optical compensator, liquid crystal display, and process
US7083835B2 (en) * 2003-07-31 2006-08-01 Eastman Kodak Company Multilayer optical compensator, liquid crystal display, and process
JP4888931B2 (ja) 2003-08-08 2012-02-29 日東電工株式会社 液晶表示装置用重畳フィルムの製造方法、液晶表示装置用重畳フィルム及び液晶表示装置
JP2005062724A (ja) * 2003-08-20 2005-03-10 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 光学位相差板および液晶表示装置
KR100601916B1 (ko) * 2003-11-21 2006-07-14 주식회사 엘지화학 양의 이축성 위상차 필름을 이용한 시야각 보상필름을포함하는 면상 스위칭 액정 표시장치
US7288296B2 (en) * 2004-06-03 2007-10-30 Nitto Denko Corporation Multilayer optical compensator, liquid crystal display, and process
JP2006091083A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Sharp Corp 液晶表示装置
US20060066805A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Anders Grunnet-Jepsen Liquid crystal on silicon (LCOS) microdisplay with retarder that reduces light beam polarization changes
US7864278B2 (en) * 2005-03-09 2011-01-04 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display device with a pair of discotic liquid crystal compensating films
KR20080009271A (ko) * 2005-04-28 2008-01-28 니폰 제온 가부시키가이샤 광학 이방체 및 액정 표시 장치
US7767498B2 (en) 2005-08-25 2010-08-03 Vitex Systems, Inc. Encapsulated devices and method of making
WO2007063629A1 (ja) 2005-12-02 2007-06-07 Sharp Kabushiki Kaisha 液晶表示装置
WO2007097236A1 (ja) * 2006-02-24 2007-08-30 Nitto Denko Corporation 位相差層付偏光板、液晶パネルおよび液晶表示装置
US8269929B2 (en) * 2006-09-28 2012-09-18 Stanley Electric Co., Ltd. Vertically aligned liquid crystal display device with visual angle compensation
US20080225212A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Ong Hiap L Pixel designs for multi-domain vertical alignment liquid crystal display
WO2008146924A1 (ja) * 2007-06-01 2008-12-04 Teijin Limited 位相差フィルム、積層偏光フィルム、および液晶表示装置
CN101896859B (zh) 2007-12-14 2012-05-30 夏普株式会社 液晶显示装置
BRPI0822272A2 (pt) * 2008-02-07 2015-06-23 Sharp Kk Método para produzir dispositivo de display de cristal líquido, e dispositivo de display de cristal líquido
TWI381217B (zh) * 2008-06-27 2013-01-01 Chimei Innolux Corp 液晶顯示面板
US9184410B2 (en) * 2008-12-22 2015-11-10 Samsung Display Co., Ltd. Encapsulated white OLEDs having enhanced optical output
US9337446B2 (en) * 2008-12-22 2016-05-10 Samsung Display Co., Ltd. Encapsulated RGB OLEDs having enhanced optical output
US20100167002A1 (en) * 2008-12-30 2010-07-01 Vitex Systems, Inc. Method for encapsulating environmentally sensitive devices
US8590338B2 (en) 2009-12-31 2013-11-26 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Evaporator with internal restriction
TW201323997A (zh) * 2011-12-02 2013-06-16 Chimei Innolux Corp 液晶顯示裝置
CN103998959B (zh) * 2011-12-19 2016-11-09 Lg化学株式会社 偏光板
JP5937678B2 (ja) 2012-04-02 2016-06-22 シャープ株式会社 液晶表示装置
CN104620309B (zh) * 2012-09-13 2017-09-22 夏普株式会社 液晶显示装置
KR102105573B1 (ko) 2018-09-20 2020-04-29 전북대학교 산학협력단 광시야각 초고화질 액정표시장치
KR102172760B1 (ko) 2019-05-23 2020-11-02 전북대학교산학협력단 초고화질 수직배향 액정표시장치
KR102172759B1 (ko) 2019-05-23 2020-11-02 전북대학교산학협력단 고속 응답속도를 갖는 액정표시장치

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2595156B1 (fr) 1986-02-28 1988-04-29 Commissariat Energie Atomique Cellule a cristal liquide utilisant l'effet de birefringence controlee electriquement et procedes de fabrication de la cellule et d'un milieu uniaxe d'anisotropie optique negative, utilisable dans celle-ci
JP2595537B2 (ja) 1987-05-12 1997-04-02 旭硝子株式会社 液晶表示装置
JPH0215238A (ja) * 1988-07-04 1990-01-18 Stanley Electric Co Ltd 異方性補償ホメオトロピック液晶表示装置
KR970009490B1 (ko) * 1989-03-28 1997-06-13 아사히가라스 가부시끼가이샤 액정 디스플레이 장치
JPH04139402A (ja) 1990-10-01 1992-05-13 Stanley Electric Co Ltd 光学補償素子およびその製造方法
JPH07104450B2 (ja) * 1990-10-17 1995-11-13 スタンレー電気株式会社 二軸性光学素子とその製造方法
JP3028844B2 (ja) 1990-10-26 2000-04-04 株式会社日立製作所 液晶表示装置
FR2671984B1 (fr) * 1991-01-30 1994-04-08 Atochem Procede pour la recuperation des catalyseurs a base d'antimoine utilises pour la fluoration d'hydrocarbures halogenes.
JPH05113561A (ja) 1991-10-21 1993-05-07 Stanley Electric Co Ltd 垂直配向型液晶表示装置
US5196953A (en) * 1991-11-01 1993-03-23 Rockwell International Corporation Compensator for liquid crystal display, having two types of layers with different refractive indices alternating
JP2930496B2 (ja) 1992-04-28 1999-08-03 シャープ株式会社 液晶表示素子及びその製造方法
JP3049623B2 (ja) 1992-05-12 2000-06-05 富士通株式会社 液晶表示装置
JP2933816B2 (ja) 1993-07-15 1999-08-16 シャープ株式会社 液晶表示素子及びその製造方法
JPH06342154A (ja) 1993-06-02 1994-12-13 Nec Corp 液晶表示装置
JP3234357B2 (ja) 1993-07-08 2001-12-04 三洋電機株式会社 液晶表示装置
JP3271029B2 (ja) 1993-07-09 2002-04-02 大日本印刷株式会社 液晶セル用のスペーサ付き電極フィルム及びその製造方法。
JP3156467B2 (ja) * 1993-10-27 2001-04-16 松下電器産業株式会社 液晶表示装置
US5570214A (en) * 1993-12-15 1996-10-29 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Normally white twisted nematic LCD with retardation films on opposite sides of liquid crystal material for improved viewing zone
US5657140A (en) * 1993-12-15 1997-08-12 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Normally white twisted nematic LCD with positive and negative retarders
JP2713328B2 (ja) 1994-03-03 1998-02-16 日本電気株式会社 ツイステッドネマティック型液晶表示素子
FR2726919B1 (fr) 1994-11-14 1996-12-13 Thomson Lcd Dispositif d'affichage a cristal liquide utilisant des films birefringents
DE69634620T2 (de) * 1995-02-08 2006-03-02 Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara Optische Kompensationsfolie
EP0727691A1 (en) 1995-02-14 1996-08-21 Sagem S.A. Active matrix liquid crystal display device having homogeneously aligned non-twisted liquid crystal configuration and retardation compensation
JP3496083B2 (ja) 1995-06-29 2004-02-09 株式会社リコー 静電潜像転写式画像形成方法及びそれに用いる画像形成装置
JPH0933882A (ja) 1995-07-14 1997-02-07 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JPH09304764A (ja) 1996-05-15 1997-11-28 Nec Corp 液晶表示装置
US5796456A (en) * 1995-07-14 1998-08-18 Nec Corporation Liquid crystal display with optical negative uni-axial compensation layer
JPH0950027A (ja) 1995-08-08 1997-02-18 Toshiba Corp 液晶表示装置
AU7095996A (en) * 1995-09-26 1997-04-17 Chisso Corporation Homeotropic sprayed-nematic liquid crystal display device
JPH09105941A (ja) * 1995-10-13 1997-04-22 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示装置
JP3282986B2 (ja) * 1996-02-28 2002-05-20 富士通株式会社 液晶表示装置
JP3399760B2 (ja) * 1996-04-19 2003-04-21 シャープ株式会社 液晶表示装置
US6642981B1 (en) 1996-09-30 2003-11-04 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display device operating in a vertically aligned mode including at least one retardation film
JPH10153802A (ja) 1996-09-30 1998-06-09 Fujitsu Ltd 液晶表示装置
JP3395877B2 (ja) 1996-12-20 2003-04-14 シャープ株式会社 液晶表示装置及びその製造方法
KR100223601B1 (ko) * 1997-05-29 1999-10-15 윤종용 액정 표시 장치
TWI271590B (en) * 1997-06-12 2007-01-21 Sharp Kk Liquid crystal display device

Also Published As

Publication number Publication date
EP0899605A3 (en) 2000-07-19
US7057689B2 (en) 2006-06-06
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EP2098906A1 (en) 2009-09-09
TW201044065A (en) 2010-12-16
EP0899605B1 (en) 2009-07-01
KR100300168B1 (ko) 2001-10-27
EP0899605A2 (en) 1999-03-03
EP2284602A1 (en) 2011-02-16
TWI330268B (ko) 2010-09-11
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US20030058393A1 (en) 2003-03-27

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