KR20090056210A - 위상차필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장치 - Google Patents

위상차필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090056210A
KR20090056210A KR1020070123268A KR20070123268A KR20090056210A KR 20090056210 A KR20090056210 A KR 20090056210A KR 1020070123268 A KR1020070123268 A KR 1020070123268A KR 20070123268 A KR20070123268 A KR 20070123268A KR 20090056210 A KR20090056210 A KR 20090056210A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
polarizing plate
absorption axis
crystal cell
retardation film
Prior art date
Application number
KR1020070123268A
Other languages
English (en)
Inventor
김봉춘
정진석
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020070123268A priority Critical patent/KR20090056210A/ko
Publication of KR20090056210A publication Critical patent/KR20090056210A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
    • G02F1/1395—Optically compensated birefringence [OCB]- cells or PI- cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/028—Improving the quality of display appearance by changing the viewing angle properties, e.g. widening the viewing angle, adapting the viewing angle to the view direction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 위상차필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장치 (IPS-LCD : in-plane switching liquid crystal display)에 대한 것으로, 액정셀과 편광판 사이에 구비되는 위상차필름 또는 액정층의 지상축 방향과 위상차 값을 조절함으로써, 종래의 편광판에서 PVA(polyvinyl alchol)의 보호층으로 사용되는 TAC(Triacetate Cellulose)의 복굴절 특성으로 인한 시야각 협소 문제를 해결하기 위한 기술이다.
액정표시장치, 편광판, 위상차 필름

Description

위상차필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장치{IN-PLANE SWITCHING LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING RETARDATION FILM}
본 발명은 액정 표시 장치(liquid crystal display : LCD)의 한 종류인 면상 스위칭 모드(In-Plane Switching mode : IPS mode)의 광시야각 보상에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)는 좁은 시야각이 단점이였으나 액정구동모드와 광학필름 등을 적용시킨 광시야각 기술의 등장으로 시야각을 개선시켰다. 광시야각을 구현하는 액정구동모드의 한 종류인 면상 스위칭 모드(IPS mode)는 액정 표시 장치 중에서도 시야각특성이 가장 뛰어난 방식이다.
면상 스위칭 모드(IPS mode)는 횡(橫)전계를 이용해 액정을 구동하는 모드로서, TN이나 VA 모드는 액정과 전기장의 방향이 상하판 사이에 형성되는데 반해(수직배향), IPS 모드는 수평 배향성 액정을 사용해 전기장의 방향을 액정배열방향에 평행하 게 형성하는 것이다.
근래에는 이러한 면상 스위칭 모드 방식으로 대형 TV 등을 제조하게 되었고, 이 경우에는 더욱 넓은 시야각 특성이 요구된다.
또한, 면상 스위칭 모드에서도 액정이 포함되어 있는 액정셀의 외측에는 빛을 편광시키기 위한 편광판이 필요하고, 일반적으로 상기 편광판의 일면 또는 양면에는 TAC(Triacetate Cellulose) 필름으로 이루어진 보호필름이 편광판을 보호하기 위하여 구비된다. 그러나, 편광판에서 보호필름으로 사용되는 TAC 필름은 상기 필름 자체가 가지고 있는 복굴절성 때문에, 액정 표시 장치의 시야각을 현저히 좁게 만드는 문제점이 있다. 즉, TAC(Triacetate Cellulose) 필름은 Nx=Ny>Nz의 -C Plate 복굴절특성을 가지기 때문에 정면에서는 위상차가 발생하지 않으나 정면이 아닌 다른 방향에서 비스듬히 볼 경우 위상차가 발생하며 위상차 크기는 각도가 커질수록 커진다. 이것를 Rth로 표현하면 필름의 두께가 d일 경우 Rth=((Nx+Ny)/2-Nz)*d로 정의될 수 있다(여기서, Nx , Ny는 면상 굴절율, Nz는 보호층의 두께 방향 굴절율, d는 보호층의 두께를 나타냄). 일반적인 TAC(Triacetate Cellulose)의 Rth는 30nm~60nm이며 이러한 광학특성은 IPS모드에 있어서 시야각을 좁히는 악영향을 준다.
이러한 이유 때문에, 최근에는 위상차 크기(Rth)를 10nm 이하로 최소화한 TAC 필름 이 개발되어 면상 스위칭 모드(IPS mode)에 적용되고 있다. Rth를 10nm 이하로 최소화한 TAC 필름은 보통 0-TAC(Zero-Triacetate Cellulose) 필름이라고 한다. 이러한 0-TAC 필름은 복굴절성이 적어 면상 스위칭 모드(IPS mode)의 시야각에 악영향을 주지는 않지만 가격이 높은 단점이 있다. 또한, 계속해서 화면의 면적이 대형화 되고 있는 기술 흐름에서 0-TAC 필름 만이 적용된 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)의 시야각은 디스플레이시장의 높은 요구를 충족시키지 못하고 있다. 이에 따라, 면상 스위칭 모드(IPS mode) 방식의 디스플레이 제품에서는 0-TAC 필름 이외에도 다양한 광시야각 보상필름이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 면상 스위칭 모드(IPS mode) 방식을 사용하는 디스플레이장치에 있어서, 값 비싼 0-TAC 필름을 쓰지 않고 일반적인 TAC 필름을 사용하면서도 상기 0-TAC 필름을 사용하는 경우보다 더 넓은 광시야각을 구현하고자 한다. 즉, 본 발명의 목적은 액정셀과 편광판 사이에 구비되는 위상차필름 또는 액정코팅층의 지상축 방향과 위상차 값을 조절함으로써, 종래의 편광판에서 PVA(polyvinyl alchol)의 보호층으로 사용되는 TAC의 복굴절 특성으로 인한 시야각 협소 문제를 해결할 수 있는 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 면상 스위칭 액정 표시 장치는, 제1편광판, 양의 유전율 이방성(Δε>0)을 갖는 액정으로 채워진 수평 배향된 액정셀과 제2편광판을 구비하고, 상기 제1편광판 및 제2편광판의 양면에는 TAC(triacetate cellulose)으로 이루어진 보호층이 형성되어 있으며, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 편광판과 평행한 면상 (in-plane)에 놓여 있는 면상 스위칭 액정 표시 장치로서, 상기 제1편광판의 흡수축과 제2편광판 흡수축이 수직을 이루고, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 인접한 제1편광판의 흡수축과 평행이며, 위상차필름 혹은 액정코팅층이 제2편광판과 액정셀 사이에 배치되어 있고, 상기 위상차필름 혹은 액정코팅층의 지상축이 제2편광판의 흡수축과 평행하며, 상기 위상차 필름의 면상 위상차 값(R0)은 589nm파장에서 백라이트가 제1편광판 외측에 위치할 경우 320nm 내지 410nm, 백라이트가 제2편광판 외측에 위치할 경우 380nm 내지 470nm 범위 내인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 IPS-LCD의 시야각 보상을 위하여, TAC로 이루어진 보호층이 양면에 구비된 상,하 편광판과, 지상축 방향 및 위상차 값이 조절된 한장의 위상차필름 또는 액정코팅층을 사용하는 것이 특징이다.
기타 본 발명의 다른 실시형태는 후술하는 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 자세하게 기재되어 있다.
상기한 본 발명에 따르면 면상 스위칭 모드(IPS mode) 방식을 사용하는 디스플레이장치에 있어서, 편광판의 보호필름으로써 0-TAC 필름을 사용하는 경우보다 더 넓은 광시야각을 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)의 기본 구조를 예시적으로 나타내는 사시도이다.
본 발명에 따른 IPS-LCD는 제1편광판(10)과 제2편광판(20) 및 액정셀(30)을 포함하고, 상기 제1편광판(10)의 흡수축(11)과 제2편광판(20)의 흡수축(21)은 서로 수직으로 배열되어 있으며, 상기 제1편광판(10)의 흡수축(11)과 상기 액정셀(30) 안에 포함되어 있는 액정의 배향방향(31)은 서로 평행하게 배열되어 있다. 도 2에는 상기 액정이 배열되어 있는 방향을 나타내는 배향방향(31)과 두 편광판의 흡수축(11),(21)이 도시되어 있다.
그리고, 상기 제1편광판(10)과 제2편광판(20)은 각각 연신과 염색을 통해 편광기능이 부여된 PVA(polyvinyl alchol)층(12),(22)을 중심으로, 그 양면에 보호필름으로 작용하는 TAC(Triacetate Cellulose)층(13),(23)이 형성되어 있다. 상기 TAC로 이루어진 보호층은 하기 식 2 1에 의해 정의되는 위상차 값(Rth)이 589nm파장에서 30nm 내지 60nm 범위 내일 수 있다.
[식 1] Rth = [( Nx + Ny )/2- Nz ]*d
(여기서, Nx , Ny는 면상 굴절율, Nz는 보호층의 두께 방향 굴절율, d는 보호층의 두께를 나타냄)
종래에 이러한 광학적 특징을 가지는 보호층이 구비된 편광판은 IPS모드에 있어서 시야각이 좁은 단점이 있었고, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 액정셀(30)과 편광판(10),(20) 사이에 구비되는 액정코팅층 혹은 위상차필름(40)의 지상축(41) 방향과 위상차 값을 조절한 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 보상필름이 사용되는 액정 표시 장치는 제1편광판(10), 두 장의 유리기판 사이에 양의 유전율 이방성(Δε>0)을 갖는 액정으로 채워진 수평 배향된 액정셀(30)과 제2편광판(20)을 구비하고, 상기 제1편광판(10)과 제2편광판(20)의 양면에는 TAC층(13),(23)로 이루어진 보호필름이 형성되어 있으며, 액정셀(30) 안의 액정 배향방향(31)이 편광판(10), (20)과 평행한 면상 (in-plane)에 놓여 있는 LCD소자로서, 상기 제1편광판(10)의 흡수축(11)과 제2편광판(20)의 흡수축(21)은 서로 수직을 이루고, IPS-Panel 안의 액정 배향방향(31)은 인접한 제1편광판(10)의 흡수축(11)과 평행이며, 상기 액정셀(30)의 유리기판 중 하나에는 전극 쌍을 포함하는 능동 매트릭스 구동전극(active matrix drive electrode)이 액정셀(30)의 인접한 표면 위에 형성되어 있다.
이러한 구조를 가진 본 발명의 IPS-LCD에서는, 상기 액정셀(30)의 위상차 값이 550nm 파장에서, 200nm에서 350nm 인 것이 바람직하다. IPS-LCD패널에 전압 인가 시 제1편광판(10)을 통과하여 수평방향으로 선편광된 빛이 액정셀(30)을 통과한 후에 수직방향으로 선편광되어 명(明)상태가 되도록 하기 위해서는 IPS-LCD 패널의 액정셀(30) 위상차 값이 589nm(사람이 느끼는 가장 밝은 단색광)의 반파장이 되어 야 하기 때문이며, 백색(White Color)이 되도록 하기 위해서 반파장 보다 약간 길거나 짧도록 조절할 수 있다. 따라서 위상차 값은 589nm 단색광의 반파장인 295nm 전 후의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 LCD는 다중 영역(multi-domain)으로 액정을 배향시키거나 인가되는 전압에 의해서 다중 영역으로 나누어지는 것을 포함한다. LCD는 전극 쌍을 포함하는 능동 매트릭스 구동전극(active matrix drive electrode)의 모드에 따라 In-Plane-Switching(IPS) 또는 Super-In-Plane-Switching(Super-IPS) 또는 Fringe-Field-Switching(FFS)로 구별된다. 본 발명에서 IPS-LCD라 하면 Super-IPS, FFS(Fringe Field Switching) 등도 포함한다.
도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 IPS-LCD의 시야각 보상을 위해서 사용되는 위상차필름(40)의 굴절률을 살펴보면, 면상 굴절율 중 굴절율이 큰 축(x축 방향)의 굴절률을 Nx(1), 굴절율이 작은 축(y축 방향)의 굴절률을 Ny(2), 두께 방향(z 축 방향)의 굴절률을 Nz(3)라 할 수 있고, 이때 굴절률의 크기에 따라서 위상차 필름의 특성이 결정된다. 세 축 방향의 굴절률 중 두 축 방향의 굴절률이 다른 경우를 일축성(uniaxial) 위상차 필름이라 하며, (Nx - Nz) / (Nx - Ny) = 1 일 때(즉, Nx > Ny = Nz 일 때) +A-Plate이라 하고, 면상에 놓인 두 굴절률 차와 필름의 두께를 이용하여 면상 위상차 값(in-plane retardation value)을 정의하면 다음과 같다.
[식 2]
R0 =d ×(Nx - Ny)
여기서 d는 필름의 두께를 나타낸다.
본 발명에 따른 위상차필름(40)을 포함하는 시야각 보상의 구조가 도 1 및 도 4에 나타나 있고, 상기 위상차필름(40)과 동일한 기능을 수행하는 액정코팅층(60)을 포함하는 시야각 보상구조는 도 5 및 도 6에 나타나 있다.
두 직교 편광판(10),(20) 사이에 놓인 IPS 액정판넬 또는 액정셀(30)에서 액정분자는 IPS-Panel 기판과 평행하게 배열되어 있으며, 러빙(액정을 한 방향으로 정렬시키기 위한 기판표면 처리방식) 방향으로 정렬되어 있다. 시인측에서 봤을 때, 제1편광판(10)의 흡수축은(11)은 액정판넬(30)내의 액정배향방향(31) 즉 러빙방향과 평행하며, 제2편광판(20)의 흡수축(21)은 액정판넬(30)의 액정배향방향(31)과 수직이다. 시야각 보상 기능을 하도록 하기 위해서는 위상차필름(40) 및 액정코팅층(60)이 IPS 액정셀(30)과 제2편광판(20) 놓여져야 한다. 도1에서와 같이 백라이트가 제1편광판(10) 외측에 위치할 경우 위상차필름(40) 및 액정코팅층(60)은 액정판넬(30)과 제2편광판(20) 사이에 위치하며 도 4에서과 같이 백라이트(50)가 제2편광판(20) 외측에 위치할 경우 위상차필름(40)은 액정판넬(30)과 제2편광판(120) 사이에 위치하게 된다. 이 때 백라이트 측의 편광판의 흡수축은 도1, 도4, 도5, 도6에서와 같이 시인측에서 봤을 때 수직방향이여야 한다.
백라이트(50)측의 편광판의 흡수축이 시인측에서 봤을 때 수직방향이여야하는 이유는 다음과 같다. 백라이트(50)측의 편광판의 흡수축이 수직방향일 때 편광판을 통과한 빛은 수평방향으로 편광이되며, 이는 판넬의 액정(30)을 통과해 명(明)의 상태가 될 경우 빛은 수직 방향이 되어 흡수축이 수평방향인 시인측 편광판을 통과한다. 이 때 시인측에서 흡수축이 수평방향인 편광선글라스를 착용하고 있는 사람도 액정표시장치로부터 나온 빛을 인지할 수 있다. 단 편광선글라스의 흡수축은 반드시 수평방향이며 이는 반사되는 빛이 수직방향 보다는 수평방향이 많기 때문에 이 반사된 빛을 흡수하기 위함이다. 만약 백라이트(50)측 편광판의 흡수축이 수평방향일 경우 편광선글라스를 착용한 사람에게는 화상이 보이지 않게 된다.
상기의 이유 때문에 대형액정표시장치의 경우 백라이트(50)측 편광판의 흡수축은 수직방향이 된다. 여기에 덧붙여 광고용을 제외한 화상표시장치의 경우 수평방향이 수직방향보다 긴 것이 특징이며, 이는 인간의 주시야가 수직방향보다는 수평방향이 넓기 때문이다. 따라서 대부분의 화상표시장치는 수평방향이 더 길게 4:3 혹은 16:9의 형태로 제작이 되며 하기에서 후술하는 방향의 정의는 수평방향이 액정표시장치의 장축, 수직방향이 액정 표시장치의 장축에 대해 수직방향이 된다.
본 발명의 제1실시태양은 도 1에 예시되어 있다. 여기에 도시된 바와 같이 시인측에서 흡수축이 서로 직교한 제1편광판(10)과 제2편광판(20) 사이에 제1편광판(10)의 흡수축(11)과 액정의 배향방향(31)이 평행한 액정셀(30)이 위치하고, 제1 편광판(10)외측에는 백라이트(50)이 위치하며, 이 때 제1편광판(10)의 흡수축(11)은 백라이트를 구비한 액정표시장치의 장축에 수직하며, 위상차필름(40)이 제2편광판(20)과 액정셀(30) 사이에 배치되어 있고, 상기 위상차필름(40)의 지상축(41)이 제2편광판(20)의 흡수축(21)에 평행한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 지상축(Slow axis)(41)은 위상차필름(40)을 통과하는 빛이 수직으로 입사하는 경우에, 상기 위상차필름(40)에 의해 선편광되는 빛이 가장 느리게 통과하는 축으로써, 굴절률이 가장 큰 축을 의미하며, 이는 위상차필름(40)을 통과할 때 위상의 차이가 발생하지 광축(Optical axis)과 구별된다.
본 발명자들은 상기 위상차필름(40)의 지상축(41)이 제2편광판(20)의 흡수축(21)과 평행일 때 시야각이 가장 넓어짐을 확인하였다. 이에 대한 구체적인 실험 내용은 실시예1에 기재된 바와 같고, 시뮬레이션을 통한 실시예2에서는 일반적인 TAC층(13), (23)의 위상차 값(Rth)인 30nm~60nm 범위 내에서 본 발명에 따른 위상차필름(40)의 위상차 값(R0)이 320nm에서 410nm의 범위인 경우 LCD 소자의 시야각이 가장 넓음을 확인하였다.
한편, 본 발명에 따른 위상차필름(40)의 면상 위상차 값이 589nm파장에서 320nm에서 410nm의 범위이어야 하는 이유는 다음과 같다. 즉, 직교된 편광판(10),(20)은 기하학적 특성으로 인해 정면이 아닌 사면에서는 직교상태를 유지할 수 없다. 사면 에서 편광판(10)의 PVA(12), TAC(13), 액정(40)을 통과한 빛을 제2편광판의 흡수축(21)과 평행이 되게 만들면 넓은 시야각을 구현할 수 있으며 그 조건을 충족하는 위상차필름(40)의 위상차 값은 589nm 파장에서 320nm에서 410nm의 범위이다.
그리고, 본 발명에 따른 위상차필름(40)의 위상차는 입사광에 비례관계(입사광의 파장이 짧으면 위상차가 작고 입사광의 파장이 길면 위상차가 커지는 관계)를 가지는 역파장분산일 경우 사면에서 색상왜곡이 작아지는 경향이 있어서 가장 바람직하다. 하지만 위상차필름(40)에서 역파장분산을 구현하는 것은 가격상승의 부담이 있어서 경제성이 떨어진다. 따라서, 상기 위상차필름(40)은 투명하고 대량생산이 용이한 광학필름, 예를 들면 COP(Cyclo-Olefin Polymer), COC(Cyclo-Olefin Co-polymer), PC(Polycarbonate), PET(Poly Ethylene Terephthalate), PP(Polypro-Pylene), PSF(Polysulfone), PMMA(Polymethylmethacrylate) 등으로 이루어지는 것이 적합하다. 특히 이 중 COP, COC로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2실시태양은 도 4에 나타난 바와 같이, 시인측에서 흡수축이 서로 직교한 제1편광판(10)과 제2편광판(20) 사이에 제1편광판(10)의 흡수축(11)과 액정의 배향방향(31)이 평행한 액정셀(30)이 위치하고, 제2편광판(20)외측에는 백라이트(50)이 위치하며, 이 때 제2편광판(20)의 흡수축(21)은 백라이트를 구비한 액정표시장치의 장축에 수직하며, 위상차필름(40)이 제2편광판(20)과 액정셀(30) 사이에 배치되어 있고, 상기 위상차필름(40)의 지상축(41)이 제2편광판(20)의 흡수 축(21)에 평행한 것을 특징으로 한다.
본 발명자들은 상기 위상차필름(40)의 지상축(41)이 제2편광판(20)의 흡수축(21)과 평행일 때 시야각이 가장 넓어짐을 확인하였다. 이에 대한 구체적인 실험은 시뮬레이션을 통한 실시예3에서는 일반적인 TAC층(13), (23)의 위상차 값(Rth)인 30nm~60nm 범위 내에서 본 발명에 따른 위상차필름(40)의 위상차 값(R0)이 380nm에서 470nm의 범위인 경우 LCD 소자의 시야각이 가장 넓음을 확인하였다.
위상차필름(40)의 지상축(41)이 제2편광판(20)의 흡수축(21)에 평행이어야 하고, 589nm파장에서 면상 위상차 값이 380nm에서 470nm의 범위이어야 하는 이유는 다음과 같다. 즉, 정면에서 직교된 편광판(10), (20)은 기하학적 특성으로 인해 정면이 아닌 사면에서는 직교상태를 유지할 수 없어 액정모드에 맞는 보상필름이 필요하다.
액정이 흑(Black)을 표시할 때 사면에서 제2편광판의 편광자(22)를 통과한 빛은 TAC(23), 위상차필름(40), 액정(30), TAC(13)을 순차적으로 통과하고 이 빛이 제1편광판의 편광자(12)과 평행이 되게 만들면 넓은 시야각을 구현할 수 있으며 그 조건을 충족하는 위상차필름(40)의 위상차 값은 589nm파장에서 380nm에서 470nm의 범위이다.
본 발명에서 제3실시태양은 제1실시태양의 도1, 제2실시태양의 도4에서 도시된 위상차필름(40) 대신에 이와 동일한 기능을 수행하는 액정코팅층(60)을 포함하는 것이다. 도1의 위상차필름(40) 을 액정코팅층(60)으로 바꾸어 도5, 도4의 위상차필름(40)을 액정코팅층(60)으로 바꾸어 도6으로 기재하였다. 즉, 상기 액정코팅층(60)은 상기 제1실시태양의 도1과 같이 백라이트(50)이 제1편광판 외측에 위치할 때 제2편광판(20)과 액정셀(30) 사이에 배치되고, 상기 제2실시태양에서의 도4와 같이 백라이트(50)이 제2편광판 외측에 위치할 경우 제12편광판(120)과 액정셀(30)사이에 배치된다. 상기 액정코팅층(60)의 지상축(61)이 제2편광판(20)의 흡수축(21)과 평행하며, 상기 액정코팅층(60)의 면상 위상차 값(R0)은 589nm파장에서 실시태양1과 같이 백라이트가 제 1편광판 외측에 위치할 경우 320nm 내지 410nm, 백라이트가 제2편광판 외측에 위치한 경우 380nm 내지 480nm 범위 내인 것을 특징으로 한다. 액정코팅층(60)의 최적위상차치의 범위와 상기 위상차필름(40)의 최적위상차치의 범위가 같은 이유는 광학적으로 동일한 기능을 하기 때문이고, 전술한 바와 같이 구체적인 실험은 시뮬레이션을 통한 실시예2, 실시예3에서 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 액정코팅층(60) 역시 세 축 방향의 굴절률 중 두 축 방향의 굴절률이 다른 일축성(uniaxial) 액정층이고, (Nx - Nz)/(Nx - Ny) = 1 이며, 면상 위상차 값은 상기한 [식 2]에서와 같이 구할 수 있다.
또한, 이러한 액정코팅층(60) 안에 포함된 액정의 경사각(tilt angle)은 0°에서 커지면 커질수록 광학적 성능이 떨어지므로 0°~10°가 바람직하다.
나아가, 상기 액정코팅층(60)의 액정형태는 봉상형 또는 역파장분산성을 가지는 바나나형이 바람직하다.
이하에서는, 상기 구성에 의한 광시야각 개선 효과를 하기의 실시예과 비교예에서 정리하였다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예1과 비교예1에서는 시야각 및 CONTRAST RATIO(명암비)측정기인 EZ-CONTRAST X88(ELDIM사, FRANCE)로 암실에서 실측했으며 실시예2, 3과 비교예2, 3에서는 LCD 시뮬레이션 프로그램인 TECH WIZ LCD 1D(사나이시스템, KOREA)로 시뮬레이션을 실시했다.
실시예 1 : 본 발명에 따른 액정 표시 장치
도 1에 나타난 바와 같이 TAC(Triacetate Cellulose)(13),(23)을 보호층으로 하는 PVA(polyvinyl alchol)(12),(22) 편광판(10),(20)을 IPS mode 판넬(30)의 양 면에 흡수축(11),(21)이 서로 직교하게 배치시켰다. 상기 IPS mode 판넬(30)로는 시인측에서 BLACK을 표시할 때 액정의 배향방향(31)이 디스플레이의 장축방향에 대해 90°인 LG. PHILIPS LCD사의 32인치 TV LC320WX4 모델에 탑재된 면상 스위칭 모드(In-Plane Switching mode;IPS mode) 판넬을 사용하였다. 이 때 백라이트(50)측의 편광판을 제1편광판(10), 시인측의 편광판을 제2편광판(20)이라 하면, 상기 IPS mode 판넬(30)의 액정 배향방향(31)과 제1편광판(10)의 흡수축(11)은 평행하며 제2편광판(20)의 흡수축(21)은 직교한다. 또한 시인측 제2편광판(20)과 IPS mode 판넬(30) 사이에는 COP(Cyclo-Olefin Polymer)계열의 위상차필름(40)을 배치하였고, 상기 위상차필름(40)의 지상축(41)은 제2편광판(20)의 흡수축(21)과 평행하게 배치하였다.
각 광학필름의 상세한 광학적 특성은 다음과 같다.
먼저, 상기 제1편광판(10) 및 제2편광판(20)의 편광자는 연신된 PVA(polyvinyl alchol)에 요오드를 염색시켜 편광자 기능을 부여하였으며, 이러한 편광자의 편광성능은 370~780nm 가시광선 영역에서 시감도 편광도 99.9% 이상, 시감도 단체투과율은 41% 이상이었다. 시감도 편광도와 시감도 단체투과율은 하기의 식 3 내지 식 7에 의해 정의될 수 있다.
파장에 따른 투과축의 투과율 = TD(λ),
파장에 따른 흡수축의 투과율 = MD(λ),
Figure 112007086380343-PAT00001
...식 3,
Figure 112007086380343-PAT00002
...식 4,
단,
Figure 112007086380343-PAT00003
...식 5,
Figure 112007086380343-PAT00004
는 JIS Z 8701 : 1999 에 정의된 시감도 보정치,
Figure 112007086380343-PAT00005
...식 6, 단체투과율=
Figure 112007086380343-PAT00006
...식 7
편광판(10),(20)의 보호층인 TAC(Triacetate Cellulose)(13),(23)의 광학적 특성은 두께방향을 z축으로 하는 직교좌표계에 대해 각 축에 대응되는 굴절률이 Nx,Ny,Nz 이고 두께가 d 일 때, Nx=Ny>Nz인 -C Plate 굴절률특성을 가지고 있으며, 입사광 589.3nm에 대해 ((Nx+Ny)/2-Nz)*d로 정의 되는 Rth가 50nm이었다.
위상차필름(40)은 COP(Cyclo-Olefin Polymer)계열의 Zeonor(ZEON, Japan)를 종 1축연신하여 위상차를 구현하였고, 그 광학적 특성은 입사광이 589.3nm 일 때 z축을 두께방향으로 하는 직교좌표계에 대해 두께 d, 지상축이 x축으로 각 축에 대응되는 굴절률이 Nx,Ny,Nz 일 때, (Nx-Ny)*d 로 정의되는 R0가 410nm, (Nx-Nz)/(Nx-Ny)로 정의되는 NZ가 1 이었다. 가시광선 영역 380~780nm에서 Zeonor 필름의 위상차 특성은 거의 변하지 않는 것이 특징이다.
이러한 광학필름들과 상기한 면상 스위칭 모드(In-Plane Switching mode;IPS mode) 판넬(30)을 투명도가 높은 광학용점착제를 사용하여 도 1에 나타난 바와 같은 구성으로 접합시켰다.
백라이트(Backlight)(50)로는 LG. PHILIPS LCD사의 32인치 TV LC320WX4 모델에 탑재된 것을 사용하였다.
상기한 구성을 가지는 면상 스위칭 액정 표시 장치에 대하여, EZ-CONTRAST X88(ELDIM, France)로 전방위 명암비(CONTRAST RATIO)를 측정하였다. 임의의 명암비 30 이상의 범위는 도 7에 도시한 바와 같고, 이것은 방위각에 따라 명암비 30 이상의 시야각으로 표현이 가능하며, 이러한 내용을 비교예 1의 결과와 비교하기에 용이하도록 하기 표 1에 정리하였다.
비교예 1 : 0-TAC 보호층을 포함하는 액정 표시 장치
도 8에 나타난 바와 같이, TAC(Triacetate Cellulose)(13), (23)과 0-TAC(Zero-Triacetate Cellulose)(14),(24)을 보호필름으로 하는 PVA(polyvinyl alchol)(12),(22) 편광판(10),(20)을, 상기 0-TAC(14),(24)가 IPS mode 판넬(30) 쪽으로 향하도록 양면에 배치시켰다.
이 때, 편광판(10),(20)의 보호층인 TAC(Triacetate Cellulose) (13),(23)가 589.3nm의 입사광에 대해 8nm의 위상차 값(Rth)을 가진다는 것을 제외하면, 다른 구성요소 및 그것의 광학적 특성은 실시예 1에서와 같다.
상기한 구성을 가지는 면상 스위칭 액정 표시 장치에 대하여, EZ-CONTRAST X88(ELDIM, France)로 전방위 명암비(CONTRAST RATIO)를 측정하였다. 임의의 명암비 30 이상의 범위는 도 9에 도시한 바와 같고, 이것은 방위각에 따라 명암비 30 이상의 시야각으로 표현이 가능하며, 이러한 내용을 실시예 1의 결과와 비교하기에 용이하도록 하기 표 1에 정리하였다.
[표 1 : 명암비가 30도 이상인 시야각의 결과]
Figure 112007086380343-PAT00007
상기 표 1에는, 빛이 가장 많이 새는 영역인 방위각 45°와 15°부근인 30°, 60°에서, 명암비(CONTRAST RATIO)가 30 이상인 영역의 시야각을 정리하였다. 이에 따르면, 본 발명에 따른 실시예 1의 경우가 면상 스위칭 모드(IPS mode)에서 0-TAC(Zero-Triacetate Cellulose)을 사용한 비교예 1의 경우보다 더 넓은 시야각을 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 2 : 본 발명의 제1실시태양에 따른 액정 표시 장치
LCD SIMULATION 프로그램인 TECH WIZ 1D(사나이시스템, KOREA)상에서, 도1에 나타난 바와 같은 구조로 액정 및 광학필름을 배치시켰다.
도 1에서와 같이 시인측에서 BLACK을 표시할 때 면상 스위칭 모드(IPS mode) 액정판넬(30)의 배향방향(31)이 디스플레이의 장축에 90°가 되게 배치하였고, TAC(Triacetate Cellulose)(13),(23)을 보호층으로 하는 PVA(polyvinyl alchol)(12),(22) 편광판(10),(20)을 상기 판넬(30)의 양면에서 흡수축(11),(21)이 서로 직교하도록 배치시켰다. 광학필름의 다른 구성은 실시예 1 및 도 1에 나타난 바와 같다.
다만, 편광판(10), (20)의 보호층인 TAC(13),(23)의 광학적 특성은, 입사광 589.3nm에 대해 ((Nx+Ny)/2-Nz)*d로 정의 되는 Rth가 각각 30nm, 40nm, 50nm, 60nm, 70nm인 5종류의 필름파라메터를 구비한다. 또한, 위상차필름은 (Nx-Ny)*d 로 정의되는 R0가 각각 290nm, 320nm, 350nm, 380nm, 410nm인 5종류의 필름파라메터를 구비한다. 이러한 광학필름과 상기한 면상 스위칭 모드(IPS mode) 판넬(30)을 도1에 기재된 구성으로 LCD 시뮬레이션프로그램인 TECH WIZ 1D(사나이시스템, KOREA)상에 각각의 COP와 TAC의 조합으로 배치시켰다. Backlight로는 550nm의 광원을 사용했다.
도 10은 이러한 구성의 시뮬레이션에 대한 투과도 결과이다. 이는 흑색(BLACK)을 화면에 표시할 경우의 전방위 투과도 분표를 나타낸 것이며, 흑색을 표시할 때 투과도가 높은 부위는 붉은 색, 낮은 부위는 파란색으로 표시하였다. 중앙의 파란색의 범위가 넓을수록 시야각이 넓음을 확인할 수 있다. 이에 따라, 일반적인 TAC의 Rth인 30nm~60nm 범위에서 위상차필름(COP)의 면상 위상차 값(R0)이 320nm~410nm일 경우 시야각이 가장 넓음을 알 수 있다.
비교예 2 : 0-TAC 보호층을 포함하고 액정 배향방향(31)이 디스플레이 장축에 대해 90°인 액정 표시 장치
LCD SIMULATION 프로그램인 TECH WIZ 1D(사나이시스템, KOREA)상에서, 도 8에 나타난 바와 같은 구조로 액정 및 광학필름을 배치시켰다.
즉, 시인측에서 흑색을 표시할 때 면상 스위칭 모드(IPS mode) 액정(30)의 배향방향(31)이 디스플레이의 장축방향에 대해 90°가 되게 배치하였고, TAC(Triacetate Cellulose)(13), (23)을 보호층으로 하는 PVA(polyvinyl alchol)(12),(22) 편광판(10),(20)을 상기 판넬(30)의 양면에서 흡수축(11),(21)이 서로 직교하도록 배치시켰다.
그리고, 편광판(10), (20)의 보호층인 TAC(Triacetate Cellulose) (13),(23)가 589.3nm의 입사광에 대해 0nm의 위상차 값(Rth)을 가진다는 것과 본 발명에 따른 위상차필름(40)이 없다는 것을 제외하면, 다른 구성요소 및 그것의 광학적 특성은 실시예 2에서와 같다.
도 11는 이러한 구성의 시뮬레이션에 대한 투과도 결과이다. 이는 흑색(BLACK)을 화면에 표시할 경우의 전방위 투과도 분포를 나타낸 것이고, 스케일상의 범위는 투과율 0%~0.5%까지이며, 흑색을 표시할 때 투과도가 높은 부위는 붉은 색, 낮은 부위는 파란색으로 표시하였다. 중앙의 파란색의 범위가 넓을수록 시야각이 넓음을 의미한다. 이에 따르면, 같은 액정배향을 가지는 실시예2의 결과와 비교할 때 비교예 2의 결과는 시야각이 좁은 것을 알 수 있다.
실시예 3 : 본 발명의 제2실시태양에 따른 액정 표시 장치
LCD SIMULATION 프로그램인 TECH WIZ 1D(사나이시스템,KOREA)상에서, 도 4에 나타난 바와 같은 구조로 액정 및 광학필름을 배치시켰다.
도 4에서와 같이, 시인측에서 흑색을 표시할 때 면상 스위칭 모드(IPS mode) 액정(30)의 배향방향(31)이 디스플레이의 장축방향에 대해 0°가 되게 배치하였고, TAC(Triacetate Cellulose)(13),(23)을 보호층으로 하는 PVA(polyvinyl alchol)(12),(22) 편광판(10),(20)을 IPS mode 판넬(30)의 양면에 흡수축(11),(21)이 서로 직교하게 배치시켰다. 이 때 벡백라이트(50)측의 편광판을 제2편광판(20), 시인측의 편광판을 제1편광판(10)이라 하면, 상기 IPS mode 판넬(30)의 액정 배향방향(31)과 제2편광판(10)의 흡수축(21)은 직교하며 제1편광판(10)의 흡수축(11)은 평행한다. 또한 백라이트(50)측 제2편광판(20)과 IPS mode 판넬(30) 사이에는 COP(Cyclo-Olefin Polymer)계열의 위상차필름(40)을 배치하였고, 상기 위상차필름(40)의 지상축(41)은 제2편광판(10)의 흡수축(11)과 평행하게 배치하였다.
다만, 위상차필름(40)은 (Nx-Ny)*d 로 정의되는 R0가 각각 350nm, 380nm, 410nm, 440nm, 470nm인 5종류의 필름파라메터를 구비한다.
도 12는 이러한 구성의 시뮬레이션에 대한 투과도 결과이다. 이는 흑색(BLACK)을 화면에 표시할 경우의 전방위 투과도 분표를 나타낸 것이고, 스케일상의 범위는 투과율 0%~0.5%까지이며, 흑색을 표시할 때 투과도가 높은 부위는 붉은 색, 낮은 부 위는 파란색으로 표시하였다. 중앙의 파란색의 범위가 넓을수록 시야각이 넓음을 확인할 수 있다. 이에 따라, 일반적인 TAC의 Rth인 30nm~60nm 범위에서 위상차필름(COP)의 면상 위상차 값(R0)이 380nm~470nm일 경우 시야각이 가장 넓음을 알 수 있다.
비교예 3 : 0-TAC 보호층을 포함하고 액정 배향방향의 디스플레이 장축에 대해 0°인 액정 표시 장치
시인측에서 흑색을 표시할 때 면상 스위칭 모드(IPS mode) 액정(30)의 배향방향(31)이 0°가 되게 배치한 것을 제외하면, 다른 구성요소 및 그것의 광학적 특성은 비교예 2에서와 같다.
도 13은 이러한 구성의 시뮬레이션에 대한 투과도 결과이다. 이는 흑색(BLACK)을 화면에 표시할 경우의 전방위 투과도 분표를 나타낸 것이고, 스케일상의 범위는 투과율 0%~0.5%까지이며, 흑색을 표시할 때 투과도가 높은 부위는 붉은 색, 낮은 부위는 파란색으로 표시하였다. 중앙의 파란색의 범위가 넓을수록 시야각이 넓음을 의미한다. 이에 따르면, 같은 액정배향은 가지는 실시예 3의 결과와 비교할 때 비교예 3의 결과는 시야각이 좁은 것을 알 수 있다.
상술한 실시예 및 비교예에 따르면, 시뮬레이션 상의 결과인 실시예 및 비교예 2, 3의 결과는 상기한 실시예 및 비교예 1의 결과와 동일하다는 것을 알 수 있다.
상기한 본 발명에 따르면, 액정셀과 편광판 사이에 구비되는 위상차필름 또는 액정코팅층의 지상축 방향과 위상차 값을 조절함으로써, 편광판의 보호층으로 사용되는 TAC의 복굴절 특성으로 인한 시야각 협소 문제를 해결할 수 있는 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 위상차 필름과 백라이트 사이에 액정셀이 포함된 형태를 가지는 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)의 구조를 예시적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 편광판의 흡수축과 액정의 배향방향 배치도를 예시적으로 나타내는 모식도이고,
도 3은 본 발명에 따른 위상차필름의 굴절율을 예시적으로 나타내는 모식도이고,
도 4는 본 발명에 따라 액정셀과 백라이트 사이에 위상차 필름이 포함된 형태를 가지는 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)의 구조를 예시적으로 나타내는 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따라 액정코팅층과 백라이트 사이에 액정셀이 포함된 형태를 가지는 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)의 구조를 예시적으로 나타내는 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따라 액정셀과 백라이트 사이에 액정코팅층이 포함된 형태를 가지는 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)의 구조를 예시적으로 나타내는 사시도이고,->
도 7 은 본 발명의 제1실시태양에 따른 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)에 대한 EZ-Contrast 실측 결과이고,
도 8 은 종래기술에 따라 0-TAC 필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장 치(IPS-LCD)의 기본 구조를 나타내는 사시도이고,
도 9 는 도 8의 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)에 대한 EZ-Contrast 실측 결과이고,
도 10 은 본 발명의 제1실시태양에 따른 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)에 대한 시뮬레이션 결과이고,
도 11 은 종래기술에 따라 TAC 필름을 포함하고 액정 배향방향이 90° 즉 디스플레이의 장축에 수직인 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)에 대한 시뮬레이션 결과이고,
도 12 은 본 발명의 제2실시태양에 따른 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)에 대한 시뮬레이션 결과이고,
도 13는 종래기술에 따라 TAC 필름을 포함하고 액정 이 0° 즉 디스플레이의 장축에 평행인 면상 스위칭 액정 표시 장치(IPS-LCD)에 대한 시뮬레이션 결과이다.

Claims (8)

  1. 제1편광판, 양의 유전율 이방성(Δε>0)을 갖는 액정으로 채워진 수평 배향된 액정셀과 제2편광판을 구비하고, 상기 제1편광판 및 제2편광판의 양면에는 TAC(triacetate cellulose)로 이루어진 보호층이 형성되어 있으며, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 편광판과 평행한 면상 (in-plane)에 놓여 있는 면상 스위칭 액정 표시 장치로서,
    상기 제1편광판의 흡수축과 제2편광판 흡수축이 수직을 이루고, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 인접한 제1편광판의 흡수축과 평행이며,
    위상차필름이 제2편광판과 액정셀 사이에 배치되어 있고, 상기 위상차필름의 지상축이 제2편광판의 흡수축과 평행하며, 상기 위상차필름의 면상 위상차 값(R0)은 589nm파장에서 백라이트가 제1편광판의 외측에 위치할 경우 320nm 내지 410nm 범위 내이고,
    백라이트측 편광판의 흡수축은 디스플레이 장축에 대해 수직방향이 되는 것을 특징으로하는 면상 스위칭 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 TAC로 이루어진 보호층은 하기 식 2에 의해 정의되는 위상차 값(Rth)이 589nm파장에서 30nm 내지 60nm 범위 내인 것을 특징으로 하는 면상 스위칭 액정 표시 장치.
    [식 2]
    Rth = [( Nx + Ny )/2- Nz ]*d
    (여기서, Nx , Ny는 면상 굴절율, Nz는 보호층의 두께 방향 굴절율, d는 보호층의 두께를 나타냄)
  3. 제1항에 있어서, 상기 액정셀은 589nm파장에서 200nm 내지 350nm 범위 내의 위상차 값을 가지는 것을 특징으로 하는 면상 스위칭 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 위상차필름은 COP(Cyclo-Olefin Polymer), COC(Cyclo-Olefin Co-polymer), PC(Polycarbonate), PET(Poly Ethylene Terephthalate), PP(Polypro-Pylene), PSF(Polysulfone), PMMA(Polymethylmethacrylate) 계열의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 면상 스위칭 액정 표시 장치.
  5. 제1편광판, 양의 유전율 이방성(Δε>0)을 갖는 액정으로 채워진 수평 배향된 액정셀과 제2편광판을 구비하고, 상기 제1편광판 및 제2편광판의 양면에는 TAC(triacetate cellulose)로 이루어진 보호층이 형성되어 있으며, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 편광판과 평행한 면상 (in-plane)에 놓여 있는 면상 스위칭 액 정 표시 장치로서,
    상기 제1편광판의 흡수축과 제2편광판 흡수축이 수직을 이루고, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 인접한 제1편광판의 흡수축과 평행이며,
    위상차필름이 제2편광판과 액정셀 사이에 배치되어 있고, 상기 위상차필름의 지상축이 제2편광판의 흡수축과 평행하며, 상기 위상차필름의 면상 위상차 값(R0)은 589nm파장에서 백라이트가 제2편광판 외측에 위치할 경우 380nm 내지 470nm 범위 내이고,
    백라이트측 편광판의 흡수축은 디스플레이 장축에 대해 수직방향이 되는 것을 특징으로하는 면상 스위칭 액정 표시 장치.
  6. 제1편광판, 양의 유전율 이방성(Δε>0)을 갖는 액정으로 채워진 수평 배향된 액정셀과 제2편광판을 구비하고, 상기 제1편광판 및 제2편광판의 양면에는 TAC(triacetate cellulose)로 이루어진 보호층이 형성되어 있으며, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 편광판과 평행한 면상 (in-plane)에 놓여 있는 면상 스위칭 액정 표시 장치로서,
    상기 제1편광판의 흡수축과 제2편광판 흡수축이 수직을 이루고, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 인접한 제1편광판의 흡수축과 평행이며,
    액정코팅층이 제2편광판과 액정셀 사이에 배치되어 있고, 상기 액정코팅층의 지상축이 제2편광판의 흡수축과 평행하며, 상기 액정코팅층의 면상 위상차 값(R0) 은 589nm파장에서 백라이트가 제1편광판 외측에 위치할 경우 320nm 내지 410nm 범위 내이고,
    백라이트측 편광판의 흡수축은 디스플레이 장축에 대해 수직방향이 되는 것을 특징으로하는 면상 스위칭 액정 표시 장치.
  7. 제1편광판, 양의 유전율 이방성(Δε>0)을 갖는 액정으로 채워진 수평 배향된 액정셀과 제2편광판을 구비하고, 상기 제1편광판 및 제2편광판의 양면에는 TAC(triacetate cellulose)로 이루어진 보호층이 형성되어 있으며, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 편광판과 평행한 면상 (in-plane)에 놓여 있는 면상 스위칭 액정 표시 장치로서,
    상기 제1편광판의 흡수축과 제2편광판 흡수축이 수직을 이루고, 상기 액정셀 안의 액정 배향방향이 인접한 제1편광판의 흡수축과 평행이며,
    액정코팅층이 제2편광판과 액정셀 사이에 배치되어 있고, 상기 액정코팅층의 지상축이 제2편광판의 흡수축과 평행하며, 상기 액정코팅층의 면상 위상차 값(R0)은 589nm파장에서 백라이트가 제2편광판 외측에 위치할 경우 380nm 내지 470nm 범위 내이고,
    백라이트측 편광판의 흡수축은 디스플레이 장축에 대해 수직방향이 되는 것을 특징으로하는 면상 스위칭 액정 표시 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 액정코팅층의 액정은 봉상형 혹은 역파장파장분산성을 가지는 바나나형 계열의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 면상 스위칭 액정 표시 장치.
KR1020070123268A 2007-11-30 2007-11-30 위상차필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장치 KR20090056210A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070123268A KR20090056210A (ko) 2007-11-30 2007-11-30 위상차필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070123268A KR20090056210A (ko) 2007-11-30 2007-11-30 위상차필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090056210A true KR20090056210A (ko) 2009-06-03

Family

ID=40987637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070123268A KR20090056210A (ko) 2007-11-30 2007-11-30 위상차필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090056210A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9128312B2 (en) 2011-02-22 2015-09-08 Samsung Display Co., Ltd. Flat display device
KR20180025147A (ko) * 2016-08-29 2018-03-08 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
WO2019066429A1 (ko) * 2017-09-26 2019-04-04 주식회사 엘지화학 광학 필름, 광학 소자 및 영상 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9128312B2 (en) 2011-02-22 2015-09-08 Samsung Display Co., Ltd. Flat display device
KR20180025147A (ko) * 2016-08-29 2018-03-08 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
WO2019066429A1 (ko) * 2017-09-26 2019-04-04 주식회사 엘지화학 광학 필름, 광학 소자 및 영상 장치
TWI685682B (zh) * 2017-09-26 2020-02-21 南韓商Ｌｇ化學股份有限公司 光學膜、光學元件及成像裝置
US11366259B2 (en) 2017-09-26 2022-06-21 Lg Chem, Ltd. Optical film, optical element, and imaging device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7283189B2 (en) In-plane switching liquid crystal display comprising compensation film for angular field of view using negative biaxial retardation film and (+) C-plate
JP4597953B2 (ja) ＋ａ−プレートと＋ｃ−プレートを用いた視野角の補償フィルムを含むｉｐｓ液晶表示装置
KR101605031B1 (ko) 면상 스위칭 모드 액정표시장치
US20100188625A1 (en) In-plane switching liquid crystal display including viewing angle compensation film using +a-plate
KR20100106838A (ko) 복합구성 편광판 세트 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치
EP2461206B1 (en) Liquid crystal display device
KR20110066255A (ko) 면상 스위칭 모드 액정표시장치
KR101632611B1 (ko) 복합구성 편광판 세트 및 이를 포함하는 푸른 상 액정모드 액정표시장치
KR20090117641A (ko) 음의 굴절률 특성을 갖는 이축성 위상차 필름과 양의 굴절률 특성을 갖는 이축성 위상차 필름이 구비된 면상 스위칭 액정 표시장치
KR20120111372A (ko) 액정표시장치
TWI495912B (zh) 耦合偏光板組及包含該耦合偏光板組的藍相液晶模式液晶顯示器
KR20090056210A (ko) 위상차필름을 포함하는 면상 스위칭 액정 표시 장치
KR101565009B1 (ko) 하판 편광판 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치
KR20100060092A (ko) 상판 편광판 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치
KR20100060091A (ko) 상판 편광판 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치
KR20100022919A (ko) 광시야각을 갖는 트위스트네마틱 모드 액정표시장치
KR101512711B1 (ko) 위상차 필름 및 이를 포함하는 광시야각 트위스트네마틱모드 액정표시장치
KR101486748B1 (ko) 상판 편광판 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치
KR20090101871A (ko) 음의 굴절률 특성을 갖는 이축성 위상차필름과 네거티브 ｃ-플레이트 특성의 편광자 보호필름이 구비된 면상 스위칭액정표시장치
KR20100071255A (ko) 하판 편광판 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치
KR20100071457A (ko) 하판 편광판 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치
KR20100071254A (ko) 하판 편광판 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치
JP5650911B2 (ja) 液晶表示素子
KR101609313B1 (ko) 복합구성 편광판 세트 및 이를 포함하는 푸른 상 액정모드 액정표시장치
KR20100071253A (ko) 하판 편광판 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination