KR20080037171A

KR20080037171A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20080037171A
Application number: KR1020060103869A
Authority: KR
Inventors: 이재영; 황재훈; 조용석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2008-04-30

Abstract

광특성 향상을 위한 액정표시장치가 개시된다. 액정표시장치는 액정패널, 제1 편광판, 제2 편광판 및 이축성 보상필름을 포함한다. 액정패널은 제1 기판, 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 개재되어 수평방향으로 배향되고 수직전계 인가 시 수직방향으로 배열되는 액정층을 갖는다. 제1 편광판은 액정패널의 하측에 배치되어 광을 제1 방향으로 편광시킨다. 제2 편광판은 액정패널의 상측에 배치되어 광을 제2 방향으로 편광시킨다. 이축성 보상필름은 제1 및 제2 편광판 중 적어도 하나와 액정패널 사이에 배치되고, 제1 광축 및 제1 광축과 수직한 제2 광축이 형성되어 액정패널에 수직전계 인가 시 액정층의 위상지연을 보상한다. 이에 따라, 액정표시장치의 대비비 및 시야각을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 편광판과 이축성 보상필름의 위치관계를 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 액정패널에 전압이 인가되지 않은 경우의 광특성을 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 1에 도시된 액정패널에 전압이 인가된 경우의 광특성을 나타낸 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시된 액정패널의 액정층을 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 표시패널 130 : 액정층

210 : 제1 편광판 220 : 제2 편광판

310 : 제1 이축성 보상필름 320 : 제2 이축성 보상필름

400 : 액정표시장치

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광특성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시장치로, 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 및 액정표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

액정표시패널은 한 쌍의 투명기판들 및 투명기판들 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 이때, 액정층의 액정들은 굴절율 이방성을 갖는 물질로, 액정표시패널은 광이 입사되는 각도에 따라 투과율의 변화가 발생한다. 액정층의 on/off 구동 시, 액정들의 투과율 변화로 나타내는 대비비(contrast ratio) 변화를 시야각으로 나타낸다.

한편, 액정표시패널에서는 시야각에 따라 대비비가 변화되고, gray scale 반전현상에 의하여 영상의 시인성이 떨어지는 문제점이 생긴다. 구체적으로, 백라이트 어셈블리에서 나오는 광이 광학적 이방성을 갖는 액정을 통과하는 경우, 액정층을 수직으로 통과할 때와 비스듬히 통과할 때 그 위상차 값이 서로 달라 위상지연이 발생하여 시야각에 따른 투과광의 특성이 다르게 된다. 이에 따라, 액정들과 동일한 크기의 음의 위상지연 값을 갖는 위상차 보상필름을 사용하여 위상차를 보상하여, 시야각을 보다 향상시킬 수 있다.

그러나, 종래의 액정셀을 이용하는 위상차 보상필름은 온도 및 습도에 의해 위상차 변화가 생기는 경우, 대비비 변화 및 컬러 시프트(color shift) 현상이 발 생되어 광특성을 저하시킨다. 또한, 위상차 보상필름을 추가적으로 사용함에 따라, 액정표시장치의 두께 및 제조 원가가 증가되는 문제점이 발생된다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광특성을 향상시키고, 제조원가를 감소시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널, 제1 편광판, 제2 편광판 및 이축성 보상필름을 포함한다. 상기 액정패널은 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 수평방향으로 배향되고 수직전게 인가 시 수직방향으로 배열되는 액정층을 갖는다. 상기 제1 편광판은 상기 액정패널의 하측에 배치되어 광을 제1 방향으로 편광시킨다. 상기 제2 편광판은 상기 액정패널의 상측에 배치되어 광을 제2 방향으로 편광시킨다. 상기 이축성 보상필름은 상기 제1 및 제2 편광판 중 적어도 하나와 상기 액정패널 사이에 배치되고, 제1 광축 및 상기 제1 광축과 수직한 제2 광축이 형성되어 상기 액정패널에 수직전계 인가 시 상기 액정층의 위상지연을 보상한다.

이때, 상기 이축성 보상필름은 상기 제1 및 제2 기판과 인접하여 상기 수직방향에 대하여 경사진 상기 액정층의 액정분자에 의한 위상지연을 보상하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 이축성 보상필름의 면상 굴절률 중 굴절률이 큰 상기 제1 광축 방향의 굴절률은 nx, 굴절률이 작은 상기 제2 광축 방향의 굴절률은 ny, 두께 방향의 굴절률은 nz이며, 상기 이축성 보상필름의 △nd((nx-ny)*d)는 λ/4이고, Rth( {(nx+ny)/2- nz}*d)는 100 ~ 200nm인 것이 바람직하다.

이러한 액정표시장치에 의하면, 이축성 보상필름을 사용하여 액정층에 의한 위상지연을 보상함으로써, 액정표시장치의 대비비 및 시야각 특성을 향상시키고, 제조 원가를 절감할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 편광판과 이축성 보상필름의 위치관계를 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(400)는 액정패널(100), 제1 편광판(210), 제2 편광판(220), 제1 이축성 보상필름(310) 및 제2 이축성 보상필름(320)을 포함한다.

액정패널(100)은 제1 기판(110), 제1 기판(110)에 대향하는 제2 기판(120) 및 제1기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 개재된 액정층(130)을 포함한다.

제1 기판(110)은 광이 투과되는 투명한 기판이다. 제1 기판(110)에는 제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 배선들과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 데이터 배선들이 형성된다. 제1 기판(110)에는 상기 게이트 배선들과 상기 데이터 배선들에 의해 복수의 단위 화소들이 정의된다. 구체적으로, 각 단위 화소에는 각 단위 화소의 구동을 스위칭 하는 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터로부터 화소 전압을 인가 받는 화소전극이 형성된다.

제2 기판(120)은 제1 기판(110)에 대향하며, 광이 투과되는 투명한 기판이다. 제1 기판(110)과 대향하는 제2 기판(120)의 대향면 상에는 R,G,B 컬러필터 및 공통전극이 형성된다.

액정층(130)은 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 개재되며, 제1 및 제2 기판(110,120)에 수평방향으로 배열된다. 액정층(130)은 상기 화소전극 및 상기 공통전극 사이에 형성된 수직전계에 의해 수직 방향으로 배열된다.

구체적으로, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)의 서로 마주보는 대향면에는 일정 방향으로 배향된 배향막이 형성된다. 액정층(130)의 액정분자는 상기 배향막의 배향 방향에 따라, 액정분자의 장축이 제1 및 제2 기판(110,120)에 수평한 방향으로 배열된다. 예를 들어, 액정층(130)은 제1 기판(110)의 배향 방향과 제2 기판(120)의 배향 방향이 동일한 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드 또는 제1 기판(110)의 배향 방향과 제2 기판(120)의 배향 방향이 서로 반대인 OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드와 같이 수직 스위칭 방법으로 구동된다. 한편, 액정패널(100)에 전압을 인가하지 않은 경우, 액정분자는 제1 및 제2 기판(110,120)에 일정 경사각을 가지고 배열될 수 있다.

제1 편광판(210)은 액정패널(100)의 하측에 배치되어 광을 제1 방향으로 선편광시킨다. 예를 들어, 제1 편광판(210)에는 제1 방향의 투과축 및 제1 방향과 수 직한 제2 방향의 흡수축이 형성된다. 이에 따라, 제1 편광판(210)은 제1 방향으로 진동하는 광을 투과시키고, 제2 방향으로 진동하는 광은 흡수한다.

제2 편광판(220)은 액정패널(100)의 상측에 배치되어 광을 제2 방향으로 선편광시킨다. 예를 들어, 제2 편광판(220)에는 상기 제2 방향의 투과축 및 상기 제2 방향과 수직한 제1 방향의 흡수축이 형성된다. 이에 따라, 제2 편광판(220)은 제2 방향으로 진동하는 광을 투과시키고, 제1 방향으로 진동하는 광은 흡수한다.

여기서, 제1 편광판(210)의 흡수축과 제2 편광판(220)의 흡수축은 서로 약 50 ~ 90도를 이루는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제1 편광판(210)을 통과하여 선편광된 광이 제2 편광판(220)을 통과되도록 하기 위해서, 액정층(130)의 위상차는 광 파장(λ)의 반파장(λ/2) 전후 범위로 조절된다.

구체적으로, 액정층(130)의 위상차는 550nm 파장에서 약 200 ~ 350nm이다. 일례로, 액정층(130)의 위상차는 약 260nm인 것이 바람직하다. 한편, 액정층(130)의 액정분자의 방향자 즉, 액정분자의 장축 방향은 일례로, 제1 편광판(210)의 흡수축과 약 45도를 이룬다. 또한, 본 실시예에서, 액정층(130)의 셀 갭(cell gap)은 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 간격을 나타내며, 약 3.5 ~ 4.0㎛이다. 일례로, 액정층(130)의 셀 갭은 약 3.8㎛인 것이 바람직하다.

제1 이축성 보상필름(310)은 액정패널(100)과 제1 편광판(210) 사이에 배치된다. 제1 이축성 보상필름(310)은 일례로, 폴리 카보네이트(PC) 재질로 이루어질 수 있다. 제1 이축성 보상필름(310)은 약 20 ~ 40㎛의 두께로 형성된다.

제2 이축성 보상필름(320)은 액정패널(100)과 제2 편광판(220) 사이에 배치 된다. 제2 이축성 보상필름(320)은 일례로, 폴리 카보네이트(PC) 재질로 이루어질 수 있다. 제1 이축성 보상필름(310)은 약 20 ~ 40㎛의 두께로 형성된다.

이와 같은 제1 및 제2 이축성 보상필름(310,320)은 액정패널(100)에 수직전계 인가 시, 액정층(130)의 액정분자들로 인한 위상지연을 보상한다. 구체적으로, 액정패널(100)에 수직전계 인가 시, 액정분자들의 장축은 제1 및 제2 기판(110,120)과 수직하게 배열된다. 하지만, 이때, 제1 및 제2 기판(110,120)과 인접한 액정분자들은 상기 배향막의 영향으로 인해, 완벽하게 수직으로 배열되지 못하고 경사지게 배열된다. 이에 따라, 제1 및 제2 기판(110,120)에 인접한 액정분자들에 의해 액정층(130)의 위상지연이 발생하게 된다.

본 발명에서는 액정패널(100)의 상측 또는 하측에 이축성 보상필름을 배치하여, 액정층(130)에서의 위상지연을 보상함에 따라, 액정패널(100)의 대비비를 보다 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 제1 이축성 보상필름(310)은 액정패널(100)의 하측에, 즉, 액정패널(100)과 제1 편광판(210) 사이에 배치된다.

제1 이축성 보상필름(310)에는 제1 광축(S-S′) 및 제2 광축(F-F′)이 형성된다. 일례로, 동일 평면에서 서로 수직한 두 방향으로 제1 이축성 보상필름(310)좌우 연신시켜, 제1 이축성 보상필름(310)에는 서로 수직한 제1 및 제2 광축이 형성될 수 있다.

본 발명에서, 제1 이축성 보상필름(310)의 제1 광축(S-S′)은 제1 편광판(210)의 흡수축(P2-P2′)과 약 5 ~ 50도 각도를 이룬다. 예를 들어, 제1 편광 판(210)의 투과축(P1-P1′)은 제1 방향이고, 흡수축(P2-P2′)은 제1 방향과 수직한 제2 방향이다. 이때, 제1 이축성 보상필름(310)의 제1 광축(S-S′)은 제2 방향과 약 5 ~ 50도(θ)로 경사진다. 일례로, 제1 편광판(210)의 흡수축(P2-P2′)과 제1 이축성 보상필름(310)의 제1 광축(S-S′)은 서로 10도(θ)를 이루는 것이 바람직하다.

한편, 제1 기판(110)의 표면에 대해 수직인 방향을 z축이라 정의하고, 제1 기판(110)의 표면과 동일 평면에 있으며, 서로 수직한 방향을 x축, y축이라 정의한다. 이때, 제1 이축성 보상필름(310)을 구성하는 분자의 x, y, z축 방향으로의 굴절률을 각각 nx, ny, nz라고 할 때, 제1 이축성 보상필름(310)은 nx > ny > nz의 구조를 갖는다. 제1 이축성 보상필름(310)의 면상 굴절률 중 굴절률이 큰 축 방향(x축 방향)의 굴절률을 nx, 굴절률이 작은 축 방향(y축 방향)의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz라고 정의한다. 이때, 상기 굴절률의 크기에 따라 제1 이축성 보상필름(310)의 보상특성이 결정된다.

예를 들어, 제1 이축성 보상필름(310)의 제1 광축(S-S′)은 굴절률이 큰 방향의 광축이고, 제2 광축(F-F′)은 제1 광축(S-S′)과 수직하며, 굴절률이 작은 방향의 광축이다. 즉, 제1 광축(S-S′)의 굴절률은 nx이고, 제2 광축(F-F′)의 굴절률은 ny이다.

본 실시예에서, 제1 이축성 보상필름(310)의 면상 위상차 △nd((nx-ny)*d)는 약 λ/4이고, 두께 방향의 위상차 Rth( {(nx+ny)/2- nz}*d)는 약 100 ~ 200nm이다. 일례로, 제1 이축성 보상필름(310)의 △nd는 140nm이고, Rth는 130nm인 것이 바람 직하다. 이로 인해, 제1 이축성 보상필름(310)은 액정층(130)의 액정분자로 인해 발생되는 위상지연을 상쇄시킬 수 있다.

한편, 도시하지는 않았지만, 제2 이축성 보상필름(320)은 제1 및 제2 광축을 포함한다. 제2 이축성 보상필름(320)의 상기 제1 광축과 제2 편광판(220)의 흡수축과의 각도는 제1 이축성 보상필름(310)의 제1 광축(S-S′)과 제1 편광판(210)의 흡수축(P2-P2′)과의 각도(θ)와 동일하다. 즉, 제2 이축성 보상필름(320)에서 굴절률이 큰 방향의 제1 광축은 제2 편광판(220)의 흡수축과 약 5 ~ 50도의 각도를 이룬다.

도 3은 도 1에 도시된 액정패널에 전압이 인가되지 않은 경우의 광특성을 나타낸 사시도이다. 도 4는 도 1에 도시된 액정패널에 전압이 인가된 경우의 광특성을 나타낸 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하여, 액정표시장치(400)에 구비되는 액정층(130)은 노멀리 화이트 모드(Normally White mode)로 구현된다. 즉, 액정패널(100)에 전원이 인가되지 않는 오프(Off) 상태일 때, 액정표시장치(400)는 광을 투과(white)시키고, 액정패널(100)에 전원이 인가되는 온(On) 상태일 때, 액정표시장치(400)는 광을 차단(black)한다.

참고로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 제1 편광판(210)의 투과축은 제1 방향이고, 제2 편광판(220)의 투과축은 제1 방향과 수직한 제2 방향이다. 제1 이축성 보상필름(310)의 제1 광축은 제1 방향과 (90-θ)도 기울어지고, 제2 이축성 보상필름(320)의 제1 광축은 제2 방향과 (90-θ)도 기울어진다.

구체적으로, 도 1 및 도 3을 참조하여, 액정표시장치(400)의 하부에 배치된 백라이트 어셈블리(미도시)로부터 발생한 광(410)은 제1 편광판(210)을 통과하여 제1 편광판(210)의 투과축과 평행한 제1 방향으로 편광된 제1 선편광(411)이 된다. 제1 선편광(411)은 제1 이축성 보상필름(310)을 통과하여 일방향으로 회전하는 제1 타원편광(412)이 된다. 여기서, 제1 편광판(210)의 흡수축과 제1 이축성 보상필름(310)의 제1 광축이 약 10도의 각도를 이루므로, 원편광이 아닌 타원편광으로 편광된다. 일례로, 제1 타원편광(412)은 시계 방향으로 회전할 수 있다.

이때, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에는 전압이 인가되지 않기 때문에, 액정층(130)의 액정분자는 수평 방향으로 배열되고, 액정층(130)은 약 λ/2의 위상차를 가진다. 이에 따라, 제1 타원편광(412)은 액정층(130)을 통과하여 상기 일방향과 반대방향으로 회전하는 제2 타원편광(413)이 된다. 일례로, 제2 타원편광(413)은 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

제2 타원편광(413)은 제2 이축성 보상필름(320)을 투과하여, 제2 편광판(220)의 투과축과 평행한 제2 방향으로 편광된 제2 선편광(414)이 된다. 따라서, 제2 방향으로 편광된 제2 선편광(414)은 제2 편광판(220)을 통과하고, 액정표시장치(400)는 화이트(White) 모드로 구현된다.

이와 달리, 도 1 및 도 4를 참조하여, 액정표시장치(400)의 하부에 배치된 백라이트 어셈블리(미도시)로부터 발생한 광(430)은 제1 편광판(210)을 통과하여, 제1 편광판(210)의 투과축과 평행한 제1 방향으로 편광된 제1 선편광(431)이 된다. 제1 선편광(431)은 제1 이축성 보상필름(310)을 통과하여 일방향으로 회전하는 제1 타원편광(432)이 된다. 일례로, 제1 타원편광(432)은 시계 방향으로 회전할 수 있다.

이때, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에는 전압이 인가되었으므로, 액정층(130)의 액정분자는 수직방향으로 배열되고, 액정층(130)은 위상차를 가지지 않는 것이 바람직하다. 이에 따라, 액정층(130)을 통과한 제1 타원편광(432)은 편광 방향이 바뀌지 않으며, 상기 일방향과 동일한 방향으로 회전하는 제2 타원편광(433)이 된다.

제2 타원편광(433)은 제2 이축성 보상필름(320)을 통과하여, 제2 편광판(220)의 투과축과 수직한 제1 방향으로 편광된 제2 선편광(434)이 된다. 따라서, 제1 방향으로 선편광된 제2 선편광(434)은 제2 편광판(220)에 의해 차단되어, 액정표시장치(400)는 블랙(black) 모드로 구현된다.

한편, 액정층(130)에 수직 전계를 인가하는 경우, 액정층(130)의 모든 액정분자들이 제1 기판(110)에 대하여 90도의 수직방향으로 배열되지 않을 수 있다. 이로 인해, 액정층(130)으로 인한 위상지연 및 누설광이 발생되어, 블랙(black) 모드 구현 시 완벽한 광차단이 곤란하게 된다.

이에 따라, 본 발명에서는 액정패널(100)과 제1 및 제2 편광판(210,220) 사이에 제1 및 제2 이축성 보상필름(310,320)을 배치하여, 액정층(130)의 위상지연을 상쇄시킬 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 도 5 및 도 6을 참조하여 후술하도록 한다.

도 5를 참조하면, 액정층(130)에 수직전계가 형성되면, 액정분자는 수직방향으로 배열된다. 그러나, 액정층(130)의 일부 액정분자들은 제1 및 제2 기판(110,120)의 대향면에 형성된 배향막의 배향력에 의하여, 제1 및 제2 기판(110,120)과 일정 각도 경사지게 배열될 수 있다.

구체적으로, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)의 사이의 중앙부(B)에 배치된 액정분자는 기판과 90도의 각도로 수직하게 배열된다. 한편, 제1 기판(110)의 상측(A1) 및 제2 기판(120)의 하측(A2)에 인접하게 배치된 액정분자는 기판과 90도 미만의 각도로 경사지게 배열된다. 이에 따라, 액정층(130)을 통과하는 광(L)은 위상지연이 발생된다.

액정층(130)의 액정분자는 광의 진행 방향 및 편광 상태에 따라 광의 전파속도가 달라지는 복굴절성을 갖는 물질로, 액정분자의 장축 방향으로 진동하는 광과 액정분자의 단축 방향으로 진동하는 광의 굴절률은 서로 다르다. 즉, 액정분자를 통과하는 광의 편광상태에 따라 광의 진행 속도 및 굴절률이 달라지고, 편광 방향을 변화시킨다. 이에 따라, 액정층(130)을 통과한 광(L)은 액정분자의 배열상태에 따라, 위상지연이 일어나서 편광상태가 달라질 수 있다.

예를 들어, 액정분자들이 수직 배열된 경우, 즉, 입사되는 광(L)의 진행방향과 액정분자의 장축 방향이 일치하는 경우를 살펴본다. 여기서, 광은 진행방향에 수직한 제1 및 제2 편광방향으로 진동한다. 즉, 상기 제1 및 제2 편광방향은 액정분자의 장축 방향에 수직하고, 상기 제1 편광방향의 진동광과 상기 제2 편광방향의 진동광은 동일한 속도를 가진다.

이와 같이, 액정분자의 장축 방향으로 진행하는 광은 편광 방향에 무관하게 동일한 속도를 가지므로, 복굴절 현상이 나타나지 않는다. 이에 따라, 수직 배열된 액정분자들을 통과한 광은 위상지연이 발생되지 않는다.

이와 달리, 액정분자들이 경사 배열된 경우, 즉, 입사되는 광의 진행방향과 액정분자의 장축 방향이 서로 경사진 경우를 살펴본다. 여기서, 광은 진행방향에 수직한 제1 및 제2 편광방향으로 진동한다. 이때, 상기 제1 및 제2 편광방향은 액정분자의 장축 방향에 수직하지 않고, 상기 제1 편광방향의 진동광과 상기 제2 편광방향의 진동광은 서로 다른 속도를 가진다.

이와 같이, 액정분자의 장축 방향과 불일치하는 방향으로 진행하는 광은 서로 다른 속도를 가지므로, 복굴절 현상이 나타난다. 이에 따라, 경사 배열된 액정분자들을 통과한 광은 위상지연이 발생된다.

도 4 및 도 5를 참조하여, 액정표시장치(400)의 하부에 배치된 백라이트 어셈블리(미도시)로부터 발생한 광은 제1 편광판(210)을 통과하여 제1 선편광(431)이 된다. 제1 선편광(431)은 제1 이축성 보상필름(310)을 통과하여 일방향으로 회전하는 제1 타원편광(432)이 된다. 일례로, 제1 타원편광(431)은 시계 방향으로 회전할 수 있다.

이때, 제1 타원편광(431)은 액정층(130)을 통과하면서, 액정층(130) 상부 및 하부(A1,A2)의 경사진 액정분자에 의해 액정 위상지연이 발생된다. 액정층(130) 하측에 배치된 제1 이축성 보상필름(310) 및 액정층(130) 상측에 배치된 제2 이축성 보상필름(320)은 상기와 같은 경사진 액정분자에 의한 위상지연을 상쇄시킨다. 예 를 들어, 제1 및 제2 이축성 보상필름(310,320)의 위상차는 각각 액정층(130) 상부 및 하부(A1.A2)의 경사진 액정분자에 의한 위상차와 동일한 크기의 음의 위상차인 것이 바람직하다. 이에 따라, 최종적으로 제1 타원편광(432)은 액정층(130)을 통과한 후에도 그 편광방향이 동일하다.

결론적으로, 본 발명에서는 제1 및 제2 이축성 보상필름(310,320)을 적용하여, 액정층(130)으로 인한 위상지연을 보상할 수 있다. 이에 따라, 액정표시장치(400)의 블랙 모드 구현 시, 누설광의 발생을 방지하여 대비비를 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서 액정표시장치(400)는 액정패널(100) 상, 하측에 각각 제1 및 제2 이축성 보상필름(310,320)을 배치하여, 액정층(130)의 위상지연을 보상한다. 이와 달리, 액정층(130)의 위상차 및 액정분자의 방향자 방향을 조절함으로써, 이축성 보상필름이 액정패널(100) 일측에만 배치될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 액정패널과 편광판 사이에 이축성 보상필름을 배치하여, 액정셀의 위상지연을 보상함으로써, 액정표시장치의 명암 대비비(CR)를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 광시야각 특성이 향상되고, 컬러 시프트(color shift) 현상이 제거되는 등 액정표시장치의 광특성을 보다 향상시킬 수 있다.

한편, 가격이 저렴하고 얇은 두께를 갖는 이축성 필름을 이용함으로써, 종래의 시야각 보상필름을 적용한 경우보다 표시장치의 두께를 감소시키고, 제품의 제조원가를 절감할 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 수평방향으로 배향되고 수직전계 인가시 수직방향으로 배열되는 액정층을 갖는 액정패널;

상기 액정패널의 하측에 배치되어 광을 제1 방향으로 편광시키는 제1 편광판;

상기 액정패널의 상측에 배치되어 광을 제2 방향으로 편광시키는 제2 편광판; 및

상기 제1 및 제2 편광판 중 적어도 하나와 상기 액정패널 사이에 배치되고, 제1 광축 및 상기 제1 광축과 수직한 제2 광축이 형성되어 상기 액정패널에 수직전계 인가 시 상기 액정층의 위상지연을 보상하는 이축성 보상필름을 포함하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 이축성 보상필름은 상기 제1 및 제2 기판과 인접하여 상기 수직방향에 대하여 경사진 상기 액정층의 액정분자에 의한 위상지연을 보상하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 이축성 보상필름의 면상 굴절률 중 굴절률이 큰 상기 제1 광축 방향의 굴절률은 nx, 굴절률이 작은 상기 제2 광축 방향의 굴절률은 ny, 두께 방향의 굴절률은 nz이며,

상기 이축성 보상필름의 △nd((nx-ny)*d)는 λ/4이고, Rth( {(nx+ny)/2- nz}*d)는 100 ~ 200nm인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3항에 있어서, 상기 이축성 보상필름의 △nd는 135nm ~ 145nm이고, Rth는 125nm ~ 135nm인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 편광판의 흡수축과 상기 제2 편광판의 흡수축은 서로 50 ~ 90도를 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제5항에 있어서, 상기 이축성 보상필름의 상기 제1 광축은 상기 이축성 보상필름에 인접한 상기 제1 또는 제2 편광판의 흡수축과 5 ~ 50도를 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 이축성 보상필름의 두께는 20 ~ 40㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 액정층의 셀 갭은 3.5 ~ 4.0㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.