KR20100034825A - 편광판 및 이를 이용한 액정 표시 장치 - Google Patents

편광판 및 이를 이용한 액정 표시 장치 Download PDF

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허정욱
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Abstract

본 발명은 편광판 및 이를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 편광판은 기본막에 요오드가 염착되어 있는 편광층, 그리고 상기 기본막의 양면 위에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 지지체를 포함하고, 상기 요오드는 하나의 요오드 원자를 포함하는 제1 요오드(I-1), 세 개의 요오드 원자를 포함하는 제2 요오드(I-1 3) 및 다섯 개의 요오드 원자를 포함하는 제3 요오드(I-1 5)를 포함하며, 제1, 제2 및 제3 요오드의 스펙트럼 면적 비는 1.0: 1.18 이상: 1.94 이상이다.
편광판, wide-view film, PVA, Iodine

Description

편광판 및 이를 이용한 액정 표시 장치{POLARIZER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
일반적으로 액정 표시 장치의 외부에는 액정층을 사이에 두고 두 개의 편광판(polarizer)이 배치되어 있다. 액정 표시 장치로 입사되는 빛은 하나의 편광판을 통과하면서 일정 방향으로 편광 되고, 액정층을 지나면서 편광 성분이 바뀐 후 다른 편광판을 통과하면서 투과되거나 차단된다.
편광판은 보상 필름을 포함할 수 있다. 전방위 80˚의 시야각과 대비비(contrast ratio)를 확보하기 위하여 보상 필름의 지연값(retardation)을 조절할 수 있다. 그러나 이로 인하여 액정 표시 장치의 정면에서의 검은색(black) 화면이 푸르게 보이는 청색화 현상(bluish)이 나타나며, 특히 상부 화면이 더욱 푸르게 보일 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액정 표시 장치의 시야각과 대비비를 확보하면서 청색화 현상이 발생하는 것을 방지하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기본막에 요오드가 염착되어 있는 편광층, 그리고 상기 기본막의 양면 위에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 지지체를 포함하고, 상기 요오드는 하나의 요오드 원자를 포함하는 제1 요오드(I-1), 세 개의 요오드 원자를 포함하는 제2 요오드(I-1 3) 및 다섯 개의 요오드 원자를 포함하는 제3 요오드(I-1 5)를 포함하며, 제1, 제2 및 제3 요오드의 스펙트럼 면적 비는 1.0: 1.18 이상: 1.94 이상이다.
상기 제1, 제2 및 제3 요오드의 투과비는 1: 1.026 이상: 1.436 이상일 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 요오드의 질량 비는 1: 1.026 이상 2.5 이하: 1.436 이상 3.5 이하일 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 요오드의 질량 비는 1: 1.026 이상: 1.436 이상일 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 요오드의 질량 비는 1: 3.078 이상: 7.180 이상일 수 있다.
상기 기본막과 상기 제1 지지체 사이 또는 상기 기본막과 상기 제2 지지체 사이 중 적어도 어느 하나에 배치되어 있는 보상층을 더 포함할 수 있다.
상기 편광판은 가로변 및 세로변을 갖는 직사각형 평면을 가지며, 상기 편광층의 편광축은 상기 가로변에 대하여 45˚ 내지 45.5˚일 수 있다.
상기 편광층의 편광축과 상기 보상층의 축의 사이 각은 0.3˚ 내지 0.7˚일 수있다.
상기 기본막은 폴리 비닐 알코올(poly vinyl alcohol)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 지지체는 TAC(tri-acetyl celluous)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 들어 있는 액정층, 그리고 상기 제1 및 제2 기판 중 적어도 어느 하나의 외측에 배치되는 편광판을 포함하고, 상기 편광판은, 기본막에 요오드가 염착되어 있는 편광층, 그리고 상기 기본막의 양면에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 지지체를 포함하고, 상기 요오드는 하나의 요오드 원자를 포함하는 제1 요오드(I-1), 세 개의 요오드 원자를 포함하는 제2 요오드(I-1 3) 및 다섯 개의 요오드 원자를 포함하는 제3 요오드(I-1 5)를 포함하며, 제1, 제2 및 제3 요오드의 스펙트럼 면적 비는 1.0: 1.18 이상: 1.94 이상이다.
상기 기본막과 상기 제1 지지체 사이 또는 상기 기본막과 상기 제2 지지체 사이 중 적어도 어느 하나에 배치되어 있는 보상층을 더 포함할 수 있다.
상기 편광판은 가로변 및 세로변을 갖는 직사각형 평면을 가지며, 상기 편광층의 편광축은 상기 가로변에 대하여 45˚ 내지 45.5˚일 수 있다.
상기 편광층의 편광축과 상기 보상층의 축의 사이각은 0.3˚ 내지 0.7˚일 수있다.
상기 액정층은 비틀린 네마틱(twisted nemativ) 배향되어 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 액정 표시 장치의 검은색 화면의 휘도를 낮추어 대비비를 충분히 확보하면서 검은색 화면이 청색화되는 것을 방지할 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 편광판의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3) 및 표시판(100, 200) 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광판(12, 22)을 포함한다.
하부 표시판(100)은 기판(110), 기판(110) 위에 형성되어 있는 화소 전극(191) 및 화소 전극(191) 위에 형성되어 있는 제1 배향막(11)을 포함한다.
상부 표시판(200)은 기판(210), 기판(210) 위에 형성되어 있는 공통 전극(270) 및 공통 전극(270) 위에 형성되어 있는 제2 배향막(21)을 포함한다.
화소 전극(191)은 하부 표시판(100)에 형성되어 있는 박막 트랜지스터(도시하지 않음)를 통하여 데이터 전압을 인가 받으며, 공통 전극(270)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가 받는 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자(31)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(31)의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 액정 축전기(liquid crystal capacitor)를 이루어 박 막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
제1 및 제2 배향막(11, 21)은 각각 수평 배향막일 수 있다.
액정층(3)은 전기장이 없는 상태에서 하부 및 상부 표시판(100, 200)에 수평하며 제1 및 제2 배향막(11, 21)의 배향 방향에 따라 비틀린 네마틱(twisted nematic, TN) 배향되어 있다.
표시판(100, 200)의 바깥 면에는 편광판(12, 22)이 배치되어 있다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광판(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다. 직교 편광판인 경우 전기장이 없는 액정층(3)에 들어온 입사광을 차단한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 편광판은 편광층(15), 보상층(16), 제1 및 제2 지지층(17, 18)을 포함한다.
편광층(15)은 기본막(base film)을 일축 연신(延伸)(stretching)시켜 고분자 사슬을 연신 방향으로 배양하고, 요오드(Iodine) 분자를 연신된 기본막에 염착하여 연신 방향으로 나란히 배열되도록 함으로써 제조한다. 기본막은 폴리 비닐 알코올(poly vinyl alcohol)로 이루어 진다. 요오드 분자는 이색성(dichroizm)을 갖기 대문에 편광층(15)의 연신 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 수직하는 방향으로 진동하는 빛은 투과한다. 따라서 편광층(15)의 연신축은 편광판(12, 22)의 편광축이다.
편광층(15)에 염착된 요오드 분자는 요오드 원자 한 개로 이루어진 이온 상태의 제1 요오드(I-1), 요오드 원자 3개로 이루어진 이온 상태의 제2 요오드(I-1 3) 및 요오드 원자 5개로 이루어진 이온 상태인 제3 요오드(I-1 5)를 포함한다. 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5)의 질량비는 1: 3.078 이상: 7.180 이상이다.
편광판(11, 21)은 평면 모양이 가로변 및 세로변을 갖는 직사각형이며 편광층(15)의 편광축은 편광판(11, 21)의 가로변에 대하여 45˚ 내지 45.5˚인 것이 바람직하며 이에 따라 하부 표시판(100)에 부착되어 있는 편광판(21)의 편광축과 상부 표시판(200)에 부착되어 있는 편광판(22)의 편광축 사이 각은 89˚ 내지 90˚인 것이 바람직하다.
보상층(16)은 편광층(15) 위에 형성되어 있으며 편광층(15)의 편광 기능을 보상한다. 보상층(16)의 축과 편광층(15)의 편광축의 사이 각은 0.3˚ 내지 0.7˚인 것이 바람직하다.
제1 지지층(17)은 보상층(16) 위에 형성되어 있으며, 제2 지지층(18)은 편광층(15) 아래에 형성되어 있다. 제1 및 제2 지지층(17, 18)은 TAC(tri-acetyl celluous)으로 이루어져 있다.
그러면 도 3 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 편광판의 편광층에 염착되는 제1 내지 제3 요오드의 비율에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 여러 가지 편광판 각각의 파장에 따른 상대 투과율을 도시하는 그래프이며, 도 4는 파장에 따른 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5)의 고유 흡수율을 도시하는 그래프이며, 도 5는 여러 가지 편광판 각각에서 검은색 화면의 휘도에 따 른 420nm 파장에서의 흡수율을 도시하는 그래프이며, 도 6은 여러 가지 편광판 각각에서 검은색 화면의 휘도에 따른 480nm 파장에서의 흡수율을 도시하는 그래프이며, 도 7은 여러 가지 편광판 각각에서 검은색 화면의 휘도에 따른 600nm 파장에서의 흡수율을 도시하는 그래프이다.
도 3을 따르면 제1, 제2, 제3, 제4 편광판은 약 400nm 내지 700nm의 파장에서 다양한 상대 투과율을 보인다. 도 3에 도시되어 있는 자료를 기초로 표 1의 내용을 정리하였다.
[표 1]
편광판 종류 검은색화면의 휘도(cd) 검은색 화면의 휘도 증감분 편광도 총 스펙트럼 면적 300nm 내지 499nm 의 스펙트럼 면적 500 내지 650nm의 스펙트럼 면적 500 내지 650nm 스펙트럼 면적의 증감분
제1 편광판 1.70 -13.27% 99.994 0.009959 0.0039 0.00341 -12.57%
제2 편광판 1.73 -11.73% 99.996 0.08321 0.0043 0.00344 -11.79%
제3 편광판 1.96 99.992 0.16129 0.0049 0.00390
제4 편광판 1.67 -14.78% 99.994 0.12855 0.0040 0.00361 -13.82%
표 1에서, 검은색 화면의 휘도는 해당 편광판 두 개를 서로 직교하게 배열하고 빛을 투과하여 그 휘도를 측정한 것이며, 검은색 화면의 휘도 증감분은 검은색 화면의 휘도가 가장 높은 제3 편광판을 기준으로 나머지 제1, 제2 및 제4 편광판의 검은색 화면의 휘도의 증감 분을 계산한 것이며, 편광도는 각 편광판의 편광 정도를 조사한 값이며, 총 스펙트럼 면적은 도 3에서 전체 파장에 대한 상대 투과율을 적분한 값이며, 300nm 내지 499nm의 스펙트럼 면적은 도 3에서 300nm 내지 499nm 파장에 대한 상대 투과율을 적분한 값이며, 500nm 내지 650nm의 스펙트럼 면적은 도 3에서 500nm 내지 650nm 파장에 대한 상대 투과율을 적분한 값이며, 500 내지 650nm 스펙트럼 면적의 증감분은 제3 편광판을 기준으로 나머지 제1, 제2 및 제4 편광판의 500 내지 650nm 스펙트럼 면적의 증감분을 계산한 것이다.
표 1을 참고하면, 검은색 화면의 휘도가 가장 높은 제3 편광판에 비하여 제4 편광판의 검은색 화면의 휘도가 가장 많이 감소하였으며 그 다음으로 감소한 것이 제1 편광판 및 제2 편광판이다.
검은색 화면의 휘도가 낮을수록, 하얀색(white) 화면의 휘도가 높을수록 대비비(contrast ratio)가 커진다. 따라서 하얀색 화면의 휘도를 낮추지 않으면서 검은색 화면의 휘도를 낮추는 것이 중요하다.
표 1에서, 편광도를 보면 제1 편광판 및 제4 편광판이 제일 높으며 그 다음이 제2 편광판 및 제3 편광판이다. 따라서 편광판의 검은색 화면의 휘도와 편광도는 관계가 없다는 것을 알 수 있다.
총 스펙트럼 면적을 살펴보면 제3 편광판을 기준으로 제1 편광판은 0.06170이 감소하였고, 제2 편광판은 0.07809가 감소하였으며, 제4 편광판은 0.03274가 감소하였다. 따라서 총 스펙트럼 면적은 제2 편광판, 제1 편광판 및 제4 편광판 순으로 감소하였으며, 이 순서는 검은색 화면의 휘도의 감소분 순서와 상관없는 것을 알 수 있다.
300nm 내지 499nm 파장에서의 스펙트럼 면적을 살펴보면 제3 편광판을 기준으로 제1 편광판은 0.0010이 감소하였고, 제2 편광판은 0.0006이 감소하였으며, 제4 편광판은 0.0009가 감소하였다. 따라서 300nm 내지 499nm 파장에서의 스펙트럼 면적은 제1 편광판, 제4 편광판 및 제2 편광판 순으로 감소하였으며, 이 순서는 검은색 화면의 휘도의 감소 순서와 상관없는 것을 알 수 있다.
500nm 내지 650nm 파장에서의 스펙트럼 면적을 살펴보면 제3 편광판을 기준으로 제1 편광판은 12.57%이 감소하였고, 제2 편광판은 11.79%이 감소하였으며, 제4 편광판은 13.82%가 감소하였다. 따라서 500nm 내지 650nm 파장에서의 스펙트럼 면적은 제4 편광판, 제1 편광판 및 제2 편광판 순으로 감소하였으며, 이 순서는 검은색 화면의 휘도의 감소 순서와 동일하다. 결국 검은색 화면의 휘도는 특정 파장, 즉 500nm 내지 650nm 에서의 스펙트럼 면적을 감소시키는 것에 좌우된다.
한편, 도 4를 참고하면 각 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5)는 파장별 고유 흡수율이 다르다. 이는 요오드의 분자 결합 종류에 따라 각기 흡수하는 영역의 파장이 다르기 때문이다. 따라서 각 파장의 상대 투과율은 편광층(15)에 염착되는 요오드의 종류 및 농도비에 의해 결정된다.
제1 요오드(I-1)는 420nm에서 가장 높은 흡수율을 가지며 제2 요오드 (I-1 3)는 480nm에서 가장 높은 흡수율을 가지며 제3 요오드(I-1 5)는 600nm에서 가장 높은 흡수율을 갖는다.
420nm, 480nm, 및 600nm 각각의 파장에서 표 1에 기재한 여러 가지 편광판의 검은색 화면의 휘도에 따른 흡수율을 조사하여 다음 표 2에 정리하였다.
[표 2]
편광판의 종류 검은색 화면의 휘도(cd) 420nm 480nm 600nm
제1 편광판 1.70 1.90 1.72 1.10
제2 편광판 1.73 2.19 1.85 1.09
제3 편광판 1.96 2.54 2.04 1.28
제4 편광판 1.67 2.05 1.69 1.09
표 2의 자료를 기초로, 420nm 파장에서 검은색 화면의 휘도에 따른 흡수율을 수식화하면 이는 도 5와 같은 그래프로 표현될 수 있으며, 480nm 파장에서 검은색 화면의 휘도에 따른 흡수율을 수식화하면 이는 도 6과 같은 그래프로 표현될 수 있으며, 600nm 파장에서 검은색 화면의 휘도에 따른 흡수율을 수식화하면 이는 도 7과 같은 그래프로 표현될 수 있다.
도 5를 참고하면 420nm 파장에서 검은색 화면의 휘도에 따른 흡수율은 다음 수학식 1로 표현되며, 도 6을 참고하면 480nm 파장에서 검은색 화면의 휘도에 따른 흡수율은 다음 수학식 2로 표현되며, 도 7을 참고하면 600nm 파장에서 검은색 화면의 휘도에 따른 흡수율은 다음 수학식 3으로 표현된다.
[수학식 1]
y=1.9124x-1.2054
[수학식 2]
y=1.1562x-0.2157
[수학식 3]
y=2.7214x2-9.2365x+8.9291
도 5 내지 도 7에서 x축은 검은색 화면의 휘도를 나타내며, y축은 흡수율을 표시하며, R2으로 표시한 숫자는 신뢰도를 나타낸다.
한편 1200:1 내지 1300:1의 대비비를 달성하려면 검은색 화면의 휘도가 1.75 이하가 되어야 한다. 수학식 1 내지 수학식 3에 따르면 검은색 화면의 휘도가 1.75 이하가 되도록 하는 420nm, 480nm 및 600nm 각각의 파장에서의 흡수율은 2.1413 이하, 1.80765이하 및 1.099758이하 이다. 여기서 각 파장에서의 투과율 즉 스펙트럼 면적비는 각각의 흡수율을 역수로 구할 수 있으며, 이는 0.467 이상, 0.552이상 및 0.909이상이다. 이러한 비율을 420nm 파장을 기준으로 규격화하면, 1: 1.18 이상 : 1.94이다. 도 4에서 설명한 바와 같이 420nm, 480nm 및 600nm 각각의 파장에서 높은 흡수율을 나타내는 요오드는 각각 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5)이므로, 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5)의 스펙트럼 면적 비는 1.0: 1.18 이상: 1.94 이상이라고 결론내릴 수 있다.
이때 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5) 분자 자체의 투과 스펙트럼 비율은 2.0:2.3:2.7이며 이 비율을 근거로 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5)의 스펙트럼 면적 비를 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5)의 투과비로 환산하면 1: 1.026이상: 1,436이상이다. 한편, 청색화를 방지를 위하여 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I- 1 5)의 투과비는 1: 1.026 이상 2.5 이하: 1.436 이상 3.5 이하일 수 있다.
이를 다시 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5)의 분자량을 고려하여 질량비로 환산하면 1: 3.078 이상: 7.180 이상이다.
이제 도 8, 도 9 및 도 10을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상층의 축과 편광층의 편광축의 사이 각에 대하여 상세하게 설명한다.
도 8은 보상층의 축과 편광층의 편광축을 다양하게 변화시킨 여러 가지 실시예의 파장에 따른 투과율을 도시하는 그래프이며, 도 9는 도 8의 각 실시예의 검은색 화면의 휘도를 도시하는 그래프이며, 도 10은 도 8의 각 실시예의 색좌표를 도시하는 그래프이다.
[표 3]
편광층의 편광축(˚) 두 개의 편광층의 편광축 사이각(˚) 보상층의 축과 편광층의 편광축의 사이 각(˚) 검은색 화면의 휘도(cd) x/y 색좌표
제1 실시예(A) 45 90 0.7 1.31 0.2958/0.2882
제2 실시예(B) 45 90 0.3 1.32 0.2743/0.2458
제3 실시예(C) 45.5 89 0.7 1.75 0.3033/0.2811
제4 실시예(D) 45.5 89 0.3 1.74 0.2784/0.2530
제5 실시예(E) 46 88 0.7 3.16 0.3214/0.3036
제6 실시예(F) 46 88 0.3 2.93 0.2989/0.2782
표 3은 여러 가지 실시예 각각의 편광층의 편광축, 보상층의 축과 편광층의 편광축의 사이 각을 표시하였으며 이에 따라 각각의 실시예의 검은색 화면의 휘도 및 x/y 색좌표를 기재하였다. 표 3을 참고하면 제1 실시예(A)는 두 개의 편광층 각각의 편광축을 45˚로 하여 각 편광층의 편광축 사이 각은 90˚이며 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이 각은 0.7˚인 경우이며, 제2 실시예(B)는 두 개의 편광층 각각의 편광축을 45˚로 하여 각 편광층의 편광축 사이 각은 90˚이며 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이각은 0.3˚인 경우이며, 제3 실시예(C)는 두 개의 편광층 각각의 편광축을 45.5˚로 하여 각 편광층의 편광축 사이 각이 89˚이며 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이 각은 0.7˚인 경우이며, 제4 실시예(D)는 두 개의 편광층 각각의 편광축을 45.5˚로 하여 각 편광층의 편광축 사이 각이 89˚이며 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이 각은 0.3˚인 경우이며, 제5 실시예(E)는 두 개의 편광층 각각의 편광축을 46˚로 하여 각 편광층의 편광축 사이 각이 88˚이며 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이 각은 0.7˚인 경우이며, 제6 실시예(F)는 두 개의 편광층 각각의 편광축을 46˚로 하여 각 편광층의 편광축 사이 각이 88˚이며 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이 각은 0.3˚인 경우이다.
도 8을 참고하면, 편광층의 편광축이 45˚ 에서 46˚로 커질수록 전체적인 투과율이 증가하며, 도 9 및 표 3과 같이 검은색 화면의 휘도 또한 증가한다. 상술한 바와 같이 한편 1200:1 내지 1300:1의 대비비를 달성하려면 검은색 화면의 휘도가 1.75이하가 되어야 하는데 편광층의 편광축이 46˚인 경우, 즉 제5 실시예(E) 및 제6 실시예(F)는 각각 검은색 화면의 휘도가 3.16 및 2.93이다. 이 때는 적절한 대비비를 달성할 수 없다. 따라서 편광층의 편광축은 45˚ 내지 45.5˚인 것이 바람직하다.
도 8을 참고하면, 편광층의 편광축을 같은 조건으로 하고 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이 각을 다르게 한 각각의 실시예, 즉 제1 실시예 및 제2 실시예/제3 실시예 및 제4 실시예/제5 실시예 및 제6 실시예(A, B/C, D/E, F)를 각각 비교하 면, 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이 각이 상대적으로 큰 제1/제3/제5 실시예(A/C/E)는 제2/제4/제6 실시예(B/D/F)에 비하여 청색에 해당하는 파장(약 380nm-450nm)에서 투과율이 더 낮다. 따라서 제1/제3/제5(A/C/E) 실시예는 제2/제4/제6 실시예(B/D/F)에 비하여 청색화 현상이 덜 나타난다.
또한 도 10을 참고하면, 제1 실시예와 제2 실시예/제3 실시예와 제4 실시예(A, B/C, D)를 비교하면 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이 각이 큰 제1/제3 실시예(A/C)는 색좌표 상에서 가운데에 위치하여 중간색(neutral)을 유지하나, 제2/제4 실시예(B/D)는 청색으로 치우쳐져 있다.
그러나 도 9 및 표 3을 참고하면, 제1/제3/제5 실시예(A/C/E)는 제2/제4/제6 실시예(B/D/F)에 비하여 검은색 화면의 휘도가 높아 대비비는 낮다. 즉 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이 각이 커지면 청색화 현상이 덜 나타나나 대비비가 낮아지는 것을 알 수 있다.
따라서 청색화 현상을 방지하면서 높은 대비비의 확보하기 위하여 편광층의 편광축과 보상층의 축 사이각은 0.3˚ 내지 0.7˚로 하는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 편광판의 단면도이다.
도 3은 여러 가지 편광판의 파장에 따른 상대 투과율을 도시하는 그래프이다.
도 4는 파장에 따른 제1 내지 제3 요오드(I-1, I-1 3, I-1 5)의 흡수율을 도시하는 그래프이다.
도 5는 여러 가지 편광판 각각에서 검은색 화면의 휘도에 따른 420nm 파장에서의 흡수율을 도시하는 그래프이다.
도 6은 여러 가지 편광판 각각에서 검은색 화면의 휘도에 따른 480nm 파장에서의 흡수율을 도시하는 그래프이다.
도 7은 여러 가지 편광판 각각에서 검은색 화면의 휘도에 따른 600nm 파장에서의 흡수율을 도시하는 그래프이다.
도 8은 보상층의 축과 편광층의 편광축을 다양하게 변화시킨 여러 가지 실시예의 파장에 따른 투과율을 도시하는 그래프이다.
도 9는 도 8의 각 실시예의 검은색 화면의 휘도를 도시하는 그래프이다.
도 10은 도 8의 각 실시예의 색좌표를 도시하는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
3: 액정층 11, 21: 배향막
12, 22: 편광판 15: 편광층
16: 보상층 17, 18: 지지체
31: 액정 분자 110, 210: 기판
191: 화소 전극 270: 공통 전극

Claims (14)

  1. 기본막에 요오드가 염착되어 있는 편광층, 그리고
    상기 기본막의 양면 위에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 지지체
    를 포함하고,
    상기 요오드는 하나의 요오드 원자를 포함하는 제1 요오드(I-1), 세 개의 요오드 원자를 포함하는 제2 요오드(I-1 3) 및 다섯 개의 요오드 원자를 포함하는 제3 요오드(I-1 5)를 포함하며, 제1, 제2 및 제3 요오드의 스펙트럼 면적 비는 1.0: 1.18 이상: 1.94 이상인 편광판.
  2. 제1항에서,
    상기 제1, 제2 및 제3 요오드의 투과비는 1: 1.026이상: 1,436 이상 인 편광판.
  3. 제2항에서,
    상기 제1, 제2 및 제3 요오드의 투과비는 1: 1.026 이상 2.5 이하: 1.436 이상 3.5 이하 인 편광판.
  4. 제2항에서,
    상기 제1, 제2 및 제3 요오드의 질량 비는 1: 3.078 이상: 7.180 이상 인 편광판.
  5. 제1항에서,
    상기 기본막과 상기 제1 지지체 사이 또는 상기 기본막과 상기 제2 지지체 사이 중 적어도 어느 하나에 배치되어 있는 보상층을 더 포함하는 편광판.
  6. 제5항에서,
    상기 편광판은 가로변 및 세로변을 갖는 직사각형 평면을 가지며,
    상기 편광층의 편광축은 상기 가로변에 대하여 45˚ 내지 45.5˚인 편광판.
  7. 제6항에서,
    상기 편광층의 편광축과 상기 보상층의 축의 사이 각은 0.3˚ 내지 0.7˚인 편광판.
  8. 제1항에서,
    상기 기본막은 폴리 비닐 알코올(poly vinyl alcohol)을 포함하는 편광판.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 지지체는 TAC(tri-acetyl celluous)을 포함하는 편광판.
  10. 제1 기판,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 들어 있는 액정층, 그리고
    상기 제1 및 제2 기판 중 적어도 어느 하나의 외측에 배치되는 편광판
    을 포함하고,
    상기 편광판은, 기본막에 요오드가 염착되어 있는 편광층, 그리고 상기 기본막의 양면에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 지지체를 포함하고,
    상기 요오드는 하나의 요오드 원자를 포함하는 제1 요오드(I-1), 세 개의 요오드 원자를 포함하는 제2 요오드(I-1 3) 및 다섯 개의 요오드 원자를 포함하는 제3 요오드(I-1 5)를 포함하며, 제1, 제2 및 제3 요오드의 스펙트럼 면적 비는 1.0: 1.18 이상: 1.94 이상인 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 기본막과 상기 제1 지지체 사이 또는 상기 기본막과 상기 제2 지지체 사이 중 적어도 어느 하나에 배치되어 있는 보상층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 편광판은 가로변 및 세로변을 갖는 직사각형 평면을 가지며,
    상기 편광층의 편광축은 상기 가로변에 대하여 45˚ 내지 45.5˚인 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 편광층의 편광축과 상기 보상층의 축의 사이각은 0.3˚ 내지 0.7˚인 액정 표시 장치.
  14. 제10항에서,
    상기 액정층은 비틀린 네마틱(twisted nemativ) 배향되어 있는 액정 표시 장치.
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