KR20120107482A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

Rthrear(λ) 과 Rthfront(λ) 의 합계가 흑 상태 시의 △nd(λ) 를 보상할 수 있는 범위 내에 있고; 프론트측 기판의 합계 산란 세기가 이하의 식 (0) 을 만족하고; 프론트측 산란 세기, 및 리어측 기판의 합계 산란 세기, 및 Rthfront(λ) 과 Rthrear(λ) 는 이하의 관계식 (1) 또는 (2) 을 만족한다:
(0) 프론트 부재 산란 세기 ≤ 1/38000
(1) 리어 부재 산란 세기 > 프론트 부재 산란 세기, 그리고 Rthfront(λ) > Rthrear(λ)
(2) 리어 부재 산란 세기 < 정면 부재 산란 세기, 그리고 Rthfront(λ) < Rthrear(λ)

Description

액정 표시 장치{LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치의 정면 콘트라스트 비 (front contrast ratio) 를 개선시키는 기술에 관한 것이다.
최근에, 액정 표시 (LCD) 장치에서 콘트라스트 비 (CR) 의 상승이 진행되고 있다. 특히, VA 모드 액정 표시 장치는, 다른 모드 (예를 들어, IPS, TN, 및 OCB 모드들) 와 비교하여 법선 방향의 CR (이하, "정면 CR" 로서 지칭됨, 또한 "정면 CR" 은 일반적으로 "축상 콘트라스트 비 (on-axis contrast ratio)" 로 지칭될 수도 있음) 이 높은 이점을 갖고, (예를 들어, 블랙 매트릭스의 라인 두께에서의 감소, 액정 (리브레스 기술) 의 경사각을 제어하기 위한 리브 (rib) 의 제거, TFT 어레이 및 전극 슬릿의 개선을 위한) 이점을 더 강화하기 위한 다양한 연구 및 개발이 행해진다. 그 결과, 최근 6 년간, VA 모드 액정 표시 장치에서의 정면 CR 은 약 400 에서 약 8000 으로, 또는 약 20 배만큼 증가했다. 정면 CR 은 이미지 선명도의 지표가 되는 중요한 특성이고, VA 모드 LCD 는 높은 정면 CR 을 특징으로 하고 현재 LCD 패널의 주류이다.
한편, 액정 표시 장치에서, 정면 CR 이 높을 뿐만 아니라 패널은 넓은 시야각 (즉, 경사 방향에서의 CR (이하, 이는 "시야각 CR" 으로 지칭될 수도 있음) 이 높음) 을 확보하고 패널이 경사 방향에서 컬러 시프트가 없는 것이 중요하다. 액정 표시 장치의 시야각 특성을 개선시키기 위해, 일반적으로, 위상차 필름이 액정셀의 프론트측 및 리어측에 배열된다.
예를 들어, VA 모드 액정 표시 장치에서, 일반적으로, 위상차 필름은 프론트측에 그리고 리어측에 각각 배치되고, 이에 따라, 각각에 대해 시야각 보상을 위해 필요한 리타데이션을 공유하여 패널상에서 시야각을 보상한다. 동일한 리타데이션을 갖는 필름이 프론트측에 그리고 리어측에 모두 배치된 실시형태 (이하, 이는 "양측 위상차 필름 유형" 으로서 지칭될 수도 있음); 및 플레인 TAC 필름 등과 같은 저렴한 필름이 프론트측 또는 리어측 중 임의의 하나에 배치되고, 큰 위상차를 갖는 필름이 다른 측에 배치된 실시형태 (이하, "일-측 위상차 필름 유형" 으로 지칭될 수도 있음) 가 공지되어 있다.
전자의 실시형태는, 하나의 그리고 동일한 위상차 필름이 이용되는 이점이 있고; 후자의 실시형태는 일반적인 필름이 일 측에 이용될 수 있다는 이점이 있다.
전술한 바와 같이, 일반적으로, 위상차 필름은 디바이스의 시야각 보상을 위해 액정 표시 장치 내에서 이용되었지만; 지금까지는, 필름의 위상차 특성이 정면 CR 에 전혀 기여하지 않는다는 것을 고려하였다. 위상차 필름의 광축 정렬불량 및 헤이즈가 액정 표시 장치의 정면 CR 을 저하시킬 수도 있다는 것이 공지되어 있고; 액정 표시 장치의 정면 CR 을 개선시키기 위해, 위상차 필름의 광축 정렬불량이 해결되고, 그 헤이즈가 저하된다는 것을 고려하였다 (예를 들어, JP-A 2009-139967) 지금까지는, 시야각 확대를 위해 배치되는 광 확산 필름이 정면 CR 을 저하시키는 일 요인인 것으로 발견되었고; 정면 CR 감소를 방지하기 위해, 광 확산 필름의 특성을 제어하도록 제안된다 (예를 들어, JP-A 2009-93166).
일본 특허 제4015840호는, 정면 방향과 경사 방향 사이의 리타데이션 차이가 작은 광학 보상 필름이 OCB 모드 액정 표시 장치의 컬러 필터 기판과 편광자 사이에 배치되는 경우, 경사 입사광은 컬러 필터에 의해 산란될 수도 있고, 이는 정면 콘트라스트 비가 저하되는 것을 방지할 수 있다는 것을 개시한다. 그러나, 정면 방향과 경사 방향 사이의 리타데이션 차이가 작은 이러한 광학 보상 필름의 이용에 의해 정면 콘트라스트 비의 저하를 감소시키는 효과는, 위상차 필름의 지상축 및 편광자의 투과축이 서로에 대해 평행하지도 직교하지도 않도록 (예를 들어, 이들이 45 도를 가로지름) 위상차 필름과 편광자가 배치된 경우, 예를 들어, OCB 모드 액정 표시 장치의 경우에 기대될 수 있지만; 이러한 효과는, 위상차 필름의 지상축과 편광자의 투과축이 서로에 대해 평행하거나 또는 직교하도록 위상차 필름과 편광자가 배치된 경우, 예를 들어, VA 모드 액정 표시 장치의 경우에는 기대될 수 없다. 또한, 경사 방향과 정면 방향 사이의 리타데이션 차이가 작은 이러한 광학 보상 필름은 쉽게 제조될 수 없을 수도 있고; 이러한 필름을 제조하기 위한 제조 프로세스 및 재료는 한정되어 있다. 높은 콘트라스트 비를 나타내는 최근의 액정 표시 장치 내에, 저산란 컬러 필터가 이미 설치되어 있어서, 이에 따라, 높은 콘트라스트 비를 나타내는 액정 표시 장치의 정면 콘트라스트 비를 더욱 개선시키는 효과는 이들에 대해 기대될 수 없다.
본 발명자는, 액정 표시 장치의 정면 CR 을 다양하게 조사하였고, 정면 CR 에 어떠한 영향을 미치지 않는 것으로 지금까지 알려진 시야각 보상용 위상차 필름의 위상차가 정면 CR 에 약간의 영향을 미칠 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명자는, 높은 콘트라스트 비 (예를 들어, 적어도 1500) 를 달성할 수 있는 액정셀에 특히 현저한 영향을 미치는 것으로 발견하였다. 본 발명자가 아는 범위 내에서는, 액정 표시 장치의 정면 CR 에 대해, 액정 표시 장치의 시야각 보상에 이용되는 위상차 필름의 위상차를 최적화하는 기술적인 아이디어와 관련하여서는 어떠한 것도 제안되지 않았다고 말할 수도 있다.
구체적으로, 본 발명의 하나의 목적은 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 표시 장치의 정면 콘트라스트 비를 더욱 개선시키는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 적절한 시야각 보상을 실현할 수 있는 그리고 현저하게 개선된 정면 콘트라스트 비를 가질 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이고, 액정 표시 장치를 제조하기 위한 방법을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 수단들은 이하와 같다.
[1] 액정 표시 장치로서,
프론트측 편광자,
리어측 편광자,
상기 프론트측 편광자와 상기 리어측 편광자 사이에 배치된 액정셀,
상기 액정셀과 상기 프론트측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 프론트측 위상차 영역, 및
상기 액정셀과 상기 리어측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 리어측 위상차 영역을 포함하고,
상기 액정셀은 액정층, 상기 액정층을 사이에서 홀딩하기 위한 한 쌍의 프론트측 기판과 리어측 기판을 포함하고;
상기 리어측 위상차 영역의 가시광 영역 내의 파장 λ㎚ 에서 두께 방향 리타데이션 Rthrear(λ), 및 상기 프론트측 위상차 영역의 파장 λ㎚ 에서 두께 방향 리타데이션 Rthfront(λ) 의 합계는, 상기 액정층의 흑 상태 시의 Δn(λ) 를 보상할 수 있는 범위 내에 있고 (여기서, d 는 상기 액정층의 두께 (㎚) 를 의미하고, Δnd(λ) 는 상기 액정층의 파장 λ㎚ 에서의 굴절률 이방성 (refractivity anisotropy) 을 의미하고, Δnd(λ) 는 Δn(λ) 과 d 의 곱을 의미한다);
상기 프론트측 기판 및 상기 프론트측 기판상에 형성된 모든 부재들의 전체 산란 세기 (이하, "프론트 부재 산란 세기" 로 지칭됨) 는 이하의 식 (0) 을 만족하고;
상기 프론트측 산란 세기, 및 상기 리어측 기판 및 상기 리어측 기판상에 형성된 모든 부재들의 전체 산란 세기 (이하, "리어 부재 산란 세기" 로 지칭됨), 및 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 는 이하의 관계 (1) 또는 (2) 를 만족하고;
(0) 프론트 부재 산란 세기 ≤ 1/38000,
(1) 리어 부재 산란 세기 > 프론트 부재 산란 세기, 및 Rthfront(λ) > Rthrear(λ),
(2) 리어 부재 산란 세기 < 프론트 부재 산란 세기, 및 Rthfront(λ) < Rthrear(λ),
상기 식 (0) 내지 식 (2) 에서, 상기 프론트 부재 산란 세기 및 상기 리어 부재 산란 세기 각각은, 고위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (2) 의 이용에 의해 측정된 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재들의 콘트라스트 비, "부재 CR(프론트 2)" 및 "부재 CR (리어 2)", 각각의 역수 (reciprocal) 와, 저위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (1) 의 이용에 의해 측정된 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재들의 콘트라스트 비, "부재 CR (프론트 1)" 및 부재 CR (리어 1)", 각각의 역수 사이의 차이이고; 이들은 이하의 식들
프론트 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(프론트 2)} - {1/부재 CR(프론트 1)},
리어 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(리어 2)} - {1/부재 CR(리어 1)}
각각에 따라서 계산되는, 액정 표시 장치.
[2] [1] 에 있어서,
상기 식 (1) 을 만족하는, 액정 표시 장치.
[3] [2] 에 있어서,
이하의 관계식 (3) 을 더 만족하는, 액정 표시 장치.
(3) {리어 부재 산란 세기}/{프론트 부재 산란 세기}≥1.4
[4] [2] 또는 [3] 에 있어서,
상기 리어측 기판은 그 위에 컬러 필터 층을 갖는, 액정 표시 장치.
[5] [2] 내지 [4] 중 어느 하나에 있어서,
상기 리어측 기판은 컬러 필터 층이 제공된 화소들을 구획하기 위해 블랙 매트릭스를 갖는 어레이 기판이고;
상기 프론트측 기판은 상기 어레이 기판에 대면하도록 배치된 카운터 기판인, 액정 표시 장치.
[6] [2] 내지 [5] 중 어느 하나에 있어서,
상기 리어측 위상차 영역의 550㎚ 의 파장에서의 두께 방향 리타데이션 Rth(550) 는:
0 nm ≤ |Rth(550)| ≤ 300 nm
를 만족하는, 액정 표시 장치.
[7] [2] 내지 [6] 중 어느 하나에 있어서,
상기 리어측 위상차 영역의 파장 550nm 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 는:
0 nm ≤ Re(550) ≤ 100 nm
을 만족하는, 액정 표시 장치.
[8] [2] 내지 [7] 중 어느 하나에 있어서,
상기 프론트측 위상차 영역의 파장 550nm 에서의 두께 방향 리타데이션 Rth(550) 은:
0 nm ≤ |Rth(550)| ≤ 300 nm
을 만족하는, 액정 표시 장치.
[9] [2] 내지 [8] 중 어느 하나에 있어서,
상기 프론트측 위상차 영역의 파장 550nm 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 은:
0 nm ≤ Re(550) ≤ 100 nm
을 만족하는, 액정 표시 장치.
[10] [2] 내지 [9] 중 어느 하나에 있어서,
상기 프론트측 위상차 영역은 2 개의 필름들로 구성되고,
상기 2 개의 필름들은, 상기 액정셀측으로부터의 필름 A 및 필름 B 이고,
상기 필름 A 는 이하의 식 (4) 을 만족하고,
상기 필름 B 는 이하의 식 (5) 및 식 (6) 을 만족하고,
상기 프론트측 편광자의 투과축 및 상기 필름 B 의 지상축은 서로 직교하거나 또는 평행하고,
(4) |Refilm A(550)| ≤ 100 nm,
(5) |Refilm B(550)| ≥ 50 nm,
(6) 0.05 ≤ Nz ≤ 3,
상기 식 (4) 에서, Refilm A(550) 는 파장 550nm 에서의 상기 필름 A 의 면내 리타데이션을 의미하고; 상기 식 (5) 에서, Refilm B(550) 는 파장 550nm 에서의 상기 필름 B 의 면내 리타데이션을 의미하고; 상기 식 (6) 에서, Refilm B(550) 는 파장 550nm 에서의 상기 필름 B 의 면내 리타데이션을 의미하고, Rthfilm B(550) 는 파장 550nm 에서의 상기 필름 B 의 두께 방향 리타데이션을 의미하고, Nz=Rthfilm B(550)/Refilm B(550) + 0.5 를 의미하는, 액정 표시 장치.
[11] [2] 내지 [10] 중 어느 하나에 있어서,
상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역의 Rth 는 가시광 영역에서 역 파장 (reserved wavelength) 특성을 갖거나, 또한 가시광 영역에서 파장에 대한 어떠한 의존성 없이 일정한, 액정 표시 장치.
[12] [2] 내지 [11] 중 어느 하나에 있어서,
상기 컬러 필터는 Rth 를 갖고, 상기 컬러 필터의 Rth 는 가시광 영역에서 역 파장 특성을 갖거나, 또는 가시광 영역에서 파장에 대한 어떠한 의존성 없이 일정한, 액정 표시 장치.
[13] [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 있어서,
상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은, 셀룰로오스 아실레이트 필름으로 형성되거나, 또는 셀룰로오스 아실레이트 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
[14] [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 있어서,
상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은, 아실계 폴리머 필름으로 형성되거나, 또는 아실계 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
[15] [13] 에 있어서,
상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은, 락톤 환 단위, 무수 말레인산 단위 및 무수 글루타르산 단위로부터 선택된 적어도 하나의 단위를 갖는 아실계 폴리머를 포함하는 아실계 폴리머 필름으로 형성되거나, 또는 상기 아실계 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
[16] [1] 내지 [15] 중 어느 하나에 있어서,
상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은, 시클릭 올레핀계 폴리머 필름으로 형성되거나, 또는 시클릭 올레핀계 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
[17] [1] 내지 [16] 중 어느 하나에 있어서,
상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은 하나의 이축성 폴리머 필름으로 형성되거나, 또는 하나의 이축성 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
[18] [1] 내지 [17] 중 어느 하나에 있어서,
상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은 하나의 일축성 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
[19] [4] 또는 [5] 에 있어서,
상기 컬러 필터의 두께 방향 리타데이션 RthCF(550), 및 상기 리어측 위상차 영역의 두께 방향 리타데이션 Rthrear(550) 은 이하의 식을 만족하는, 액정 표시 장치.
|RthCF(550) + Rthrear(550)| ≤ 90 nm.
[20] [1] 내지 [19] 중 어느 하나에 있어서,
VA 모드 액정 표시 장치인, 액정 표시 장치.
[21] [1] 내지 [20] 중 어느 하나에 있어서,
독립적인 삼원색들을 순차적으로 발광하는 백라이트 유닛을 포함하고, 필드 시퀀셜 구동 시스템에 따라서 구동되는, 액정 표시 장치.
[22] 프론트측 편광자, 리어측 편광자, 상기 프론트측 편광자와 상기 리어측 편광자 사이에 배치된 액정셀, 상기 액정셀과 상기 프론트측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 프론트측 위상차 영역, 및 상기 액정셀과 상기 리어측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 리어측 위상차 영역을 포함하는 액정 표시 장치를 제조하는 방법으로서,
액정층 및 상기 액정층을 그 사이에서 홀딩하기 위한 한 쌍의 프론트측 기판 및 리어측 기판을 포함하는 상기 액정셀을 제조하는 제 1 단계로서, 상기 프론트측 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재들의 산란 세기 (이하, "프론트 부재 산란 세기" 로서 지칭됨) 는 이하의 식 (0) 을 만족하는, 상기 제 1 단계,
(0) 프론트 부재 산란 세기 ≤ 1/38000;
상기 제 1 단계에서 제조된 상기 액정셀의 상기 프론트 부재 산란 세기와 상기 리어측 기판 및 상기 리어측 기판상에 형성된 모든 부품들의 산란 세기 (이하, "리어 부재 산란 세기"로 지칭됨) 를 비교하는 제 2 단계;
상기 제 1 단계에서 제조된 상기 액정셀의 흑 상태 시의 Δnd(λ) 의 보상에 필요한, 파장 λ 에서 두께 방향 리타데이션 Rth0(λ) 을 결정하기 위한 제 3 단계 (여기서, d 는 상기 액정층의 두께 (nm) 를 의미하고, Δn(λ) 는 상기 액정층의 가시광 파장 λ nm 에서의 굴절률 이방성 (refractivity anisotropy) 을 의미하고, Δnd(λ) 는 Δn(λ) 와 d 의 곱을 의미한다); 및
상기 제 2 단계에서 획득된 상기 리어 부재 산란 세기와 상기 프론트 부재 산란 세기 사이의 대소 관계에 기초하여, 상기 액정셀의 상기 흑 상태 시의 시야각 보상에 필요한 Rth0(λ) 의 값을 상기 프론트측 위상차 영역의 파장 λ 에서의 두께 방향 리타데이션 및 상기 리어측 위상차 영역 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 각각으로 분배하는 제 4 단계를 포함하고,
상기 프론트 부재 산란 세기 및 상기 리어 부재 산란 세기 각각은, 고위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (2) 의 이용에 의해 측정된 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재의 콘트라스트 비, "부재 CR(프론트 2)" 및 "부재 CR(리어 2)", 각각의 역수 (reciprocal) 와, 저위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (1) 의 이용에 의해 측정된 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재의 콘트라스트 비, "부재 CR(프론트 1)" 및 "부재 CR(리어 1)", 각각의 역수 사이의 차이이고; 이들은 이하의 식들
프론트 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(프론트 2)} - {1/부재 CR(프론트 1)}
리어 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(리어 2)} - {1/부재 CR(리어 1)}
각각에 따라서 계산되는, 액정 표시 장치를 제조하는 방법.
[23] [22] 에 있어서,
제 22 항에 있어서,
상기 제 2 단계는, 이하의 관계식 (1) 및 관계식 (2)
(1) 리어 부재 산란 세기 > 프론트 부재 산란 세기,
(2) 리어 부재 산란 세기 < 프론트 부재 산란 세기
가 만족하는 것을 결정하도록 수행되고,
이 결과에 따라서, 상기 제 4 단계에서는,
상기 관계식 (1) 이 만족되면, Rth0(λ) 는, Rthfront(λ) > Rthrear(λ) 의 관계가 만족되도록 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 각각으로 분배되고,
상기 관계식 (2) 이 만족되면, Rth0(λ) 는, Rthfront(λ) < Rthrear(λ) 의 관계가 만족되도록 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 각각으로 분배되는, 액정 표시 장치를 제조하는 방법.
본 발명에 따르면, 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 표시 장치의 정면 콘트라스트 비를 더욱 개선시키는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 적절한 시야각 보상을 실현할 수 있고, 현저하게 개선된 정면 콘트라스트 비를 가질 수 있는 액정 표시 장치를 제공하고, 그 액정 표시 장치를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이 가능하다.
도 1 은 본 발명의 액정 표시 장치의 일 예시의 개략적인 단면도이다.
본 발명은 이하 더욱 상세하게 설명된다. 본 특허 명세서에서, "…내지 (to)…" 형식의 임의의 수치적 표현은 "내지 (to)" 이전 및 이후에 각각 주어진 수치들로 나타난 상한 및 하한을 포함하는 범위를 나타내는 것으로 이용될 것이다.
먼저, 본 명세서에 이용된 용어들이 설명될 것이다.
(리타데이션, Re 및 Rth)
설명에서, Re(λ) 및 Rth(λ) 는, 파장 λ 에서 각각 면내 리타데이션 (nm) 및 두께 방향 리타데이션 (nm) 이다. Re(λ) 는, KOBRA 21ADH 또는 WR (Oji Scientific Instrument 사 제조) 를 이용하여, 법선 방향에서 필름과 같은 샘플에 λnm 의 파장을 갖는 광을 공급함으로써 측정된다. KOBRA 의 표준 파장은 590nm 이다.
분석되는 샘플이 일축 또는 이축 굴절률 타원체로 표현되는 경우, 필름의 Rth(λ) 는 이하와 같이 계산된다.
Rth(λ) 는, 틸트축 (회전축; 필름이 면내 지상축을 갖지 않는 경우 임의의 면내 방향에서 정의됨) 으로서 KOBRA 21ADH 에 의해 결정된 면내 지상축을 이용하여 샘플 필름의 법선 방향에 대해 0°내지 50°로 10° 단계 회전으로 결정된 6 개의 방향에서 파장 λ nm 의 들어오는 광에 대해 측정된 6 개의 Re(λ) 값; 가정 평균 굴절률의 값; 및 필름의 두께 값으로서 입력된 값에 기초하여 KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 계산된다.
앞서, 분석될 필름은, 리타데이션 값이 법선 방향으로부터 면내 지상축을 회전축으로 하여 주위의 일정 틸트각으로 0 인 방향을 갖는 경우, 0 리타데이션을 제공하기 위한 틸트각 보다 더 큰 틸트각에서의 리타데이션 값은 네거티브 데이터로 변경되고, 필름의 Rth(λ) 는 KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 계산된다.
필름의 틸트각 (회전각) 으로서의 지상축 주위에서 (필름이 지상축을 갖지 않는 경우, 그 회전축은 필름의 임의의 면내 방향에 있을 수도 있음), 리타데이션 값들은 임의의 원하는 틸팅된 2 개의 방향에서 측정되고, 그 데이터와 평균 굴절률의 추정값을 기초로 하여, 입력된 필름 두께 값 Rth 이 이하의 식 (X) 및 (XI) 에 따라서 계산될 수도 있다.
(X):
Figure pct00001
(XI):
Figure pct00002
Re(θ) 는 법선 방향으로부터 각도 θ 만큼 틸팅된 방향에서의 리타데이션 값을 나타내고; nx 는 면내 지상축 방향에서의 굴절률을 나타내고; ny 는 nx 에 수직하는 면내 방향에서의 굴절률을 나타내고; nz 는 nx 및 ny 에 수직하는 방향에서의 굴절률을 나타낸다. 그리고, "d" 는 샘플의 두께이다.
분석될 필름과 같은 샘플이 일축 또는 이축 굴절률 타원체로 표현되지 않는 경우, 즉, 필름이 광학축을 갖지 않는 경우, 필름의 Rth(λ) 는 이하와 같이 계산될 수도 있다.
필름의 Re(λ) 는, 틸팅된 방향으로 공급된 λnm 의 파장을 갖는 광을 이용하여 필름의 법선 방향에 대해 -50°에서 +50°까지 10° 간격으로 모두 11 개 포인트에서 면내 틸트축 (회전축) 으로서 지상축 (KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 판정됨) 주위에서 측정되고; 이렇게 측정된 리타데이션 값들, 평균 굴절률의 추정값 및 입력된 필름 두께 값에 기초하여, 필름의 Rth(λ) 가 KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 계산될 수도 있다.
전술한 측정에서, 평균 굴절률의 가정값은 폴리머 핸드북 (John Wiley & Sons, Inc.) 에서 다양한 광학적 필름들의 카탈로그에 열거된 값들로부터 입수가능하다. 알려지지 않은 평균 굴절률들을 갖는 가정값들은 아베 굴절계 (Abbe refract meter) 를 이용하여 측정될 수 있다. 몇몇 주요 광학 필름들의 평균 굴절률이 이하 열거된다:
셀룰로오스 아실레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸메타크릴레이트 (1.49) 및 폴리스티렌 (1.59).
KOBRA 21ADH 또는 WR 는 이러한 평균 굴절률 및 필름 두께의 가정값들의 입력시에 nx, ny 및 nz 를 계산한다. 이렇게 계산된 nx, ny 및 nz 에 기초하여, Nz=(nx-nz)/(nx-ny) 가 추가적으로 계산된다.
본 상세한 설명에서, Re(450), Re(550), Re(630), Rth(450), Rth(550) 및 Rth(630) 과 같은 Re(λ) 및 Rth(λ) 의 값들은 3 개 이상의 상이한 파장들에서 측정 디바이스를 통해서 측정된 Re 및 Rth 의 데이터로부터 계산된다 (예를 들어, λ= 479.2, 546.3, 632.8 또는 745.3 nm). 구체적으로, 측정된 값들은 코시의 공식 (Cauchy's formula) (제 3 항까지, Re = A + B/λ2 + C/λ4) 에 의해 근사화되어 값들 A, B 및 C 를 결정한다. 이러한 방식으로, 파장 λ 에서 Re 및 Rth 의 데이터는 재플로팅 (replot) 되고, 이에 따라, 파장 λ 에서 Re(λ) 및 Rth(λ) 가 결정될 수도 있다.
본 명세서에서, 위상차 필름 및 다른 것들의 "지상축" 은 굴절률이 가장 큰 방향을 의미한다. "가시광 영역" 은 380 nm 내지 780 nm 이다. 본 상세한 설명에서 특별히 다르게 나타나지 않는 한, 측정 파장은 550 nm 이다.
본 명세서에서, 위상차 영역, 위상차 필름, 액정층 및 다른 것과 같은 구성요소 부재들의 광학적 특성을 나타내는 수치 데이터, 수치 범위 및 정량적 표현 (예를 들어, "동일", "동일한" 등의 표현) 은 액정 표시 장치 및 그 구성요소 부재들과 관련하여 일반적으로 허용가능한 에러들을 포함하는 수치 데이터, 수치 범위 및 정량적 특성일 것이다.
본 명세서에서, 위상차 필름은 (리타데이션의 정도와는 관계없이) 액정셀과 편광자 사이에 배치된 자기-지지성 필름을 의미한다. 위상차 필름은 위상차 층과 동의어이다. 위상차 영역은 액정셀과 편광자 사이에 배치된 위상차 필름의 하나 이상의 층들에 대한 일반적인 용어이다.
본 명세서에서, "프론트측" 은 디스플레이 패널 측을 의미하고; "리어측" 은 백라이트 측을 의미한다. 아래 기입한 "Re(λ)" 또는 "Rth(λ)" 에 추가된 "정면" 및 "후면" 은 프론트측 위상차 영역 및 리어측 위상차 영역 각각의 Re 또는 Rth 를 나타낸다. Δnd(λ) 는 Δn(λ) 와 d 의 곱을 의미하고, d 는 액정층의 두께 (nm) 를 의미하고, Δn(λ) 는 액정층의 파장 λ nm 에서의 굴절률 이방성을 의미한다.
본 명세서에서, "프론트측" 은 패널 측을 의미하고; "리어측" 은 백라이트 측을 의미한다. 본 명세서에서, "프론트" 는 패널 면에 법선 방향을 의미하고; "정면 콘트라스트 비 (CR)" 는 패널 면에 법선 방향에서 측정된 백색 휘도 및 흑색 휘도로부터 계산된 콘트라스트 비를 의미하고; "시야각 콘트라스트 비 (CR)" 는 패널 면에 대해 법선 방향으로부터 기울어진 경사 방향 (예를 들어, 패널 면에 대해 45°의 방위 방향 및 60°의 극각 방향에서 정의된 방향) 에서 측정된 백색 휘도 및 흑색 휘도로부터 계산된 콘트라스트 비를 의미한다.
본 발명의 액정 표시 장치는 도면을 참조하여 이하 설명된다.
도 1 은 본 발명의 액정 표시 장치의 일 예시의 개략적인 단면도이다. 도 1 의 액정 표시 장치는 프론트측 편광자 (20), 리어측 편광자 (22), 프론트측 편광자 (20) 와 리어측 편광자 (22) 사이에 배치된 액정셀 LC, 액정셀 LC 와 프론트측 편광자 (20) 사이에 배치된 것과 같은 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 프론트측 위상차 영역 (16), 및 액정셀 LC 와 리어측 편광자 (22) 사이에 배치된 것과 같은 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 리어측 위상차 영역 (18) 을 포함한다.
액정셀 LC 은, 액정층 (10), 및 액정층이 그 사이에 끼워진 한 쌍의 프론트측 기판 (12) 및 리어측 기판 (16) 을 포함한다. 프론트측 위상차 영역 (16) 및 리어측 위상차 영역 (18) 은 시야각 보상에 기여하는 위상차를 갖고, 즉, 프론트측 위상차 영역 (16) 의 두께 방향 리타데이션 Rthfront(λ) 과 리어측 위상차 영역 (18) 의 두께 방향 리타데이션 Rthrear(λ) 의 합계는 액정층 (10) 의 흑표시 시의 Δnd(λ) 를 보상할 수 있는 범위 내에 있다.
본 발명의 액정 표시 장치의 일 특징은, 액정셀 LC 위에 그리고 아래에 배치된 프론트측 위상차 영역 (18) 과 리어측 위상차 영역 (16) 사이의 두께 방향 리타데이션 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 에서의 대소 관계가, 액정셀 LC 의 프론트측 기판 (12) 과 리어측 기판 (14) 사이의 산란 세기의 대소 관계에 의존하여 결정된다는 것이다.
기존의 액정 표시 장치에서, Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 의 합계는 액정셀의 리타데이션의 흑 상태 시의 리타데이션 Δnd(λ) 을 보상할 수 있는 범위 내에 있고, 일반적으로, Δnd(λ) 의 값은 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 로 동일하게 분배되며, 생산성 등을 고려하여, Rthrear(λ) 가 Rthfront(λ) 보다 높게 되도록 Δnd(λ) 의 값은 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 로 불균등하게 분배된다. 그러나, 최근에, 액정셀과 관련하여, 컬러 필터 층이 일 예시로서 취해지는 경우에만, RGB 컬러 층을 형성하는데 이용되는 안료의 파티클 크기가 훨씬 감소되었고, 이에 따라, 액정셀 내부에서 발생하는 다수의 광 산란이 현저하게 감소되어, 그 결과 콘트라스트 비를 더욱 개선하는 결과를 나았다. 본 발명자의 조사는, 이렇게 높은 콘트라스트 비의 액정셀에서, 액정셀에 입사한 광의 편광 상태는 그 내부에서 산란함으로써 없어지지 않을 것이며, 정면 콘트라스트 비에 약간의 영향을 줄 수도 있다는 것을 발견하였다. 정면 콘트라스트 비는 흑 상태 시의 광 누설에 크게 의존하는 것에 유의한다. 흑표시 시의 휘도가 더 낮은 경우, 정면 콘트라스트 비는 더 높다. 액정셀의 외부에 배치된 위상차 필름의 위상차의 정면 CR 에 대한 영향에 대해서는, 지금까지, 본 발명자가 아는 범위 내에서는, 당업계에서 어떠한 것도 조사되지 않았다.
한편, 액정셀을 구성하는 프론트측 기판 및 리어측 기판에 대해서는, 그 표면 (액정층 측 표면) 상에 배치된 부재들은 2 개가 서로 동일하지 않고; 강한 산란 요인인 어레이 부재 및 컬러 필터 부재는 임의의 하나의 기판의 표면상에 분리가능하게 배치된다. 2 개가 하나의 기판상에 배치된 컬러 필터-온-어레이 구조 (COA; color filter-on-array structure) 가 알려져 있고, 유형의 액정셀에서, 리어측 기판과 프론트측 기판 사이의 산란 세기는 현저하게 상이하다. 예를 들어, 편광이 액정셀에 입사하는 경우, 편광은 액정셀의 상이한 산란 요인으로 인해 상이한 방향으로 산란할 수도 있지만; 전술한 바와 같이, 높은 정면 CR 을 달성하기 위한 액정셀에서, 기판 표면 (액정층측 표면) 상에 형성된 앞서 언급된 부재에 의해 야기된 산란 광은 산란 이전과 동일한 편광 상태를 여전히 유지한다는 것을 고려한다. 프론트측 편광자의 흡수축에 의해 흡수되는 소광점과는 크게 상이한 편광 상태인 편광이 더욱 크게 산란되는 경우에, 정면 CR 은 더욱 감소될 것이며; 한편, 편광 상태가 소광점 (extinction point) 가까이 있는 편광이 산란된다고 하더라도, 정면 CR 감소에 미치는 영향은 작다. 따라서, 프론트측 기판 및 리어측 기판에 대해, 산란 요인들이 되는 수많은 부재들이 그 상부에 배치된 기판에서 산란의 정도가 더 커지고, 이에 따라, 기판에 도달하는 광의 편광 상태가 소광점 가까이에 있는 경우, 산란된 광에 의한 정면 CR 감소는 감소될 수 있다. 리어측 기판에 도달하는 편광의 편광 상태가 광이 이전에 통과했던 리어측 위상차 영역의 Rthrear(λ) 에 의해 결정되고, 프론트측 기판에 도달하는 편광의 편광 상태는 리어측 위상차 영역의 Rthfront(λ) 및 흑 상태 시의 액정층의 Δnd(λ) 에 의해 결정되며; Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 의 합계 값은 리타데이션을 보상할 수 있는 범위 내에 있다는 사실을 고려하여, 액정셀의 흑 상태 시의, 프론트측 기판에 도달하는 편광의 편광 상태는 프론트측 위상차 영역의 Rthfront(λ) 에 의해 결정될 수 있다고 말해질 수도 있다. 본 발명에서, 액정셀 LC 위에 그리고 아래에 배치된 프론트측 위상차 영역 (16) 과 리어측 위상차 영역 (18) 사이의 두께 방향 리타데이션 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 의 대소 관계, 및 액정셀 LC 의 프론트측 기판 (12) 과 리어측 기판 (14) 사이의 산란 세기에서 대소 관계가 이하의 식 (1) 또는 식 (2) 을 만족하고, 이에 따라, 소광점과는 크게 다른 편광 상태에서의 광의 산란은 감소되고, 그 결과, 정면 CR 은 개선된다. 그 효과는, 이하의 식 (0) 을 만족하고, 프론트측 기판의 산란 세기가 낮은, 즉, 프론트측 기판이 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정셀에서 현저하다.
구체적으로, 본 발명의 액정 표시 장치에서, 프론트측 기판 및 프론트측 기판상에 형성된 모든 부재들의 합계 산란 세기 (이하, "프론트 부재 산란 세기" 로 지칭될 수도 있음) 는 이하의 식 (0) 을 만족하고, 프론트 부재 산란 세기 및 리어측 기판과 리어측 기판상에 형성된 모든 부재들의 합계 산란 세기 (이하, "리어 부재 산란 세기"로 지칭될 수도 있음) Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 는 이하의 식 (1) 또는 식 (2) 을 만족한다:
(0) 정면 부재 산란 세기 ≤ 1/38000,
(1) 리어 부재 산란 세기 > 프론트 부재 산란 세기, 및 Rthfront(λ) > Rthrear(λ)
(2) 리어 부재 산란 세기 < 프론트 부재 산란 세기, 및 Rthfront(λ) < Rthrear(λ)
전술한 식 (0) 내지 (2) 에서, 프론트 부재 산란 세기 및 리어 부재 산란 세기 각각은, 고위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (2) 의 이용에 의해 측정된 기판과 기판상에 형성된 모든 부재들의 콘트라스트 비, "부재 CR(프론트 2)" 및 "부재 CR(리어 2)", 각각의 역수와, 저위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (1) 의 이용에 의해 측정된 기판과 기판상에 형성된 모든 부재의 콘트라스트 비, "부재 CR(프론트 1)" 및 "부재 CR (리어 1)", 각각의 역수 사이의 차이이고; 이들은 개별적으로 이하의 식에 따라서 계산된다.
프론트 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(프론트 2)} - {1/부재 CR(프론트 1)}
리어 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(리어 2)} - {1/부재 CR(리어 1)}.
Δnd(λ), Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 가 전술한 관계들을 만족하는 파장 λ 은, 380 nm 내지 780 nm 의 가시광 영역 내에 포함되는 것이 좋을 수도 있다. 일반적으로, 이러한 요인들은 550nm 주위에서 또는 그 범위 내의 중심 파장이 되도록 전술한 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
앞선 측정에 이용하기 위한 고위상차 필름 및 저위상차 필름을 고려하면, 2 개의 필름들 사이의 상대적인 관계에서, 고위상차 필름은 더 높은 Rth 를 갖는 것이고, 저위상차 필름은 더 낮은 Rth 를 갖는 것이다. 동일한 관계가 Re 에도 적용되어야 하고, 바람직하게는 고위상차 필름은 더 높은 Re 를 갖고, 저위상차 필름은 더 낮은 Re 를 갖는다. 본 발명에서, 액정 표시 장치에 특히 이용된 위상차 필름들의 위상차와 동일한 위상차를 갖는 필름의 이용은 실용에서 현저한 차이점을 나타낼 수 있고, 210nm 의 Rth(550) 및 60nm 의 Re(550) 를 갖는 필름이 고위상차 필름으로서 이용되고, 0nm 의 Rth(550) 및 0nm 의 Re(550) 를 갖는 필름은 전술한 측정에서 저위상차 필름으로서 이용된다. 그러나, 측정시에 Re 및 Rth 에서 서로 ±10nm 만큼 상이한 필름들의 이용은 동일한 결과를 발생시킬 수 있다.
측정에 이용하기 위한 광원은 구체적으로 정의되지 않고, 높은 방향성을 갖지 않는 임의의 광원이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 1 의 정면 휘도에 대해, 0.6 정도 (예를 들어, 0.55 내지 0.65) 의 경사 방향들 (예를 들어, 극각 45°로, 방위각 0°, 45°또는 90°의 3 개의 방향들) 에서의 휘도를 갖는 광원이 여기에 이용될 수도 있다. 액정 표시 장치에서 백라이트로서 일반적으로 이용되는 일반적인 광원들이 그 특징을 만족할 수 있다.
부재 CR(프론트 2) 및 부재 CR (프론트 1) 은 전술한 고위상차 필름 및 저위상차 필름의 이용에 의해 각각 측정된 프론트측 기판의 부재 콘트라스트 비이고; 부재 CR (리어 2) 및 부재 CR (리어 1) 은 전술한 고위상차 필름 및 저위상차 필름의 이용에 의해 각각 측정된 리어측 기판의 부재 콘트라스트 비이다. "부재 콘트라스트 비" 는 기판 및 기판상에 형성된 임의의 부재들의 합계 콘트라스트 비를 나타내는 것을 의미한다. 부재들의 예시는, 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 어레이 부재 (TFT 어레이 등), 기판상의 돌기부, 공통 전극, 슬릿 등의 모든 부재들을 포함한다.
구체적인 측정 방법은 이하와 같다:
먼저, 각각의 액정셀을 형성하기 위해 프론트측 기판 및 리어측 기판인 2 개의 기판들은 개별적인 프론트측 기판 및 리어측 기판에 대해 서로로부터 분리되며; 원하는 경우, 각각의 기판은 물 또는 에탄올로 세정된다.
편광판 (2) 은 편광 필름의 양 표면들에 고위상차 필름을 부착시킴으로써 제조되고; 편광판 (1) 은 편광 필름의 양 기판에 저위상차 필름을 부착시킴으로써 제조되어; 2 개의 이러한 편광판들 (2) 및 2 개의 이러한 편광판들 (1) 이 제조된다.
액정 표시 장치에 일반적으로 이용된 광원 상에서, 편광판 (2) 또는 편광판 (1) 이 배치되고; 액정셀을 분해함으로써 제조된 프론트측 기판 또는 리어측 기판은, 회전 스테이지 (예를 들어, SGSP-120YAW, Sigma Koki 제조) 등에 고정된 채로, 광원상에서 편광판 (2) 또는 편광판 (1) 과는 이격된 것과 같이 소정의 거리 (예를 들어, 2mm) 의 간격으로 평행하게 회전 스테이지 상에 배치된다. 이 때, 기판 상의 TFT 어레이 배선 및 블랙 매트릭스 격자 패턴이 편광판 (2 또는 1) 의 편광축에 일치하도록 제작된다. 그 위에, 전술한 것과 같은 동일한 편광판 (2 또는 1) 은, 편광판들 사이의 거리가 소정의 거리 (예를 들어, 52mm) 가 되도록 하는 방식으로 회전 스테이지에 고정되도록 배치된다. 암실에서 표시기 (예를 들어, TOPCON's BM5A) 를 이용하여, 법선 방향에서 흑 상태 시 및 백 상태 시의 휘도가 측정된다. 편광판 (2 및 1) 의 이용에 의해 이렇게 측정된 데이터로부터, 정면 콘트라스트 비 A (백색 휘도/흑색 휘도) 가 계산된다. 편광판이 회전되고, 가장 낮은 휘도는 흑 상태 시의 휘도이고; 편광판은 90°만큼 더 회전되며, 그 방향에서의 휘도는 백 상태 시의 휘도이다.
다음으로, 전술한 실시형태들에서, 프론트측 기판 또는 리어측 기판이 제거되고, 이 조건으로, 편광판 (2 또는 1) 단독의 디스플레이의 흑 상태 시 및 백 상태 시의 휘도가 측정된다. 편광판 (2 또는 1) 을 이용하여 측정된 데이터로부터, 정면 콘트라스트 B 가 계산된다.
정면 콘트라스트 비 A 에 미치는 편광판의 정면 콘트라스트 B 의 영향을 제거하기 위해, 부분 콘트라스트 비 (CR) 가 이하의 식에 따라서 계산된다:
부재 CR = 1/(1/정면 콘트라스트 비 A - 1/정면 콘트라스트 비 B).
전술한 방법에 따라서, 부재 CR(프론트 2), 부재 CR (프론트 1), 부재 CR (리어 2), 및 부재 CR (리어 1) 이 결정된다. 그 데이터에 기초하여, 해당 값들이 이하의 식에 대입되고, 프론트 부재 산란 세기 및 리어 부재 산란 세기가 계산된다.
프론트 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(프론트 2)} - {1/부재 CR(프론트 1)}.
리어 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(리어 2)} - {1/부재 CR(리어 1)}.
정면 부재 산란 세기 및 후면 부재 산란 세기 각각은, 정면 기판에서 그리고 후면 기판에서의 편광 산란의 정도를 각각 나타내고; 더 큰 값은 더 큰 산란 정도를 의미한다.
전술한 (1) 을 만족하는 실시형태에서, 리어 부재 산란 세기는 프론트 부재 산란 세기보다 크고, Rthfront(λ) 는 Rthrear(λ) 보다 크다. 이 실시형태에서, 큰 산란 요인들인 어레이 기판 및/또는 컬러 필터가 리어측 기판상에 배치된다. 예를 들어, COA 구조의 액정셀에서, 리어 부재 산란 세기는 프론트 부재 산란 세기보다 더 클 수도 있다. 이 실시형태에서, 리어측 기판 부재들에 의해 야기된 산란은 크지만; 리어측 기판에 도달하는 입사광의 편광 상태를 지배하는 리어측 위상차 영역의 Rthrear(λ) 는 작고, 흑 상태 시의 액정층의 Δnd(λ) 를 보상하기 위한 Rth(λ) 의 값은 프론트측 위상차 영역의 Rthfront(λ) 로 크게 분배된다. 그 결과, 편광은 리어측 기판 부재들에 의해 크게 산란되고, 편광 상태가 이와 같이 유지될 수 있다고 하더라도, 편광 상태가 소광점에 가깝게 되고, 이에 따라 산란으로 인한 정면 CR 에서의 저하는 감소될 수 있다.
전술한 (2) 를 만족하는 실시형태에서, 리어 부재 산란 세기는 프론트 부재 산란 세기보다 작고, Rthfront(λ) 는 Rthrear(λ) 보다 작다. 큰 산란 요인들인 컬러 필터 등이 프론트측 기판상에 배치될 수도 있다. 일반적인 액정셀에서, 컬러 필터 층은 프론트측 기판상에 있고, 이는 산란 세기를 증가시키며, 또한, 리어측 기판상에 배치된 어레이 기판의 어레이가 마이크로패턴화된 경우, 리어 부재 산란 세기는 프론트 부재 산란 세기 보다 작을 수도 있다. 이 실시형태에서, 프론트측 기판 부재들에 의해 야기된 산란은 크지만; 프론트측 기판에 도달하는 입사광의 편광 상태를 지배하는 프론트측 위상차 영역의 Rthfront(λ) 는 작고, 흑 상태 시의 액정층의 Δnd(λ) 를 보상하기 위한 Rth(λ) 의 값은 리어측 위상차 영역의 Rthrear(λ) 로 크게 분배된다. 그 결과, 편광은 프론트측 기판 부재들에 의해 크게 산란되며, 편광 상태가 이렇게 유지될 수 있다고 하더라도, 편광 상태는 소광점에 가까워지고, 이에 따라, 산란으로 인한 정면 CR 에서의 저하는 감소될 수 있다.
본 발명자의 조사는, 전술한 효과가 식 (0), 프론트 부재 산란 세기 ≤ 1/38000 가 만족될 때에만 현저할 수 있다는 것을 발견하였다. 이는, 이하에 주어진 예시들에 의해 검증된다. 주류의 액정셀은 그 프론트측 기판상에 컬러 필터를 갖고, 시장에서 현재 이용가능한 이러한 구조를 갖는 액정셀 제품들 중 어느 것도 전술한 식 (0) 을 만족하지 않는다.
식 (0) 을 만족시키기 위해, 프론트측 기판의 부재들은 높은 콘트라스트 처리를 행할 수도 있고; 예를 들어, 컬러 필터층이 프론트측 기판상에 배치되는 경우, 예를 들어, 블랙 매트릭스의 마이크로화를 위한 처리, 컬러 필터에 이용하기 위한 안료의 파티클 정제를 위한 처리 등이 필요할 수도 있다.
식 (0) 을 만족시키는 것은 정면 기판의 콘트라스트 비가 높다는 것을 의미하고; 높은 콘트라스트 비를 갖는 정면 기판을 이용하는 것은 전체 액정셀의 콘트라스트 비를 개선시킬 수도 있다.
액정셀에 들어가는 편광이, 내부 부재들에 의해 산란된 후에 조차도 그 편광 상태를 유지할 수 있다는 가정에서, 본 발명의 효과는 푸앙카레 구 (Poincare sphere) 상에서 편광의 궤도를 이용하여 설명될 수도 있다. 한편, 지금까지는, 편광이 산란된 경우, 광이 편광 상태를 유지할 수 없는 경우를 고려하지 않았고; 따라서, 액정셀 내부에서 광 산란으로 인한 정면 CR 감소의 문제를 해결한 방법의 효과가 푸앙카레 구 상에서 편광의 궤도를 이용하여 설명될 수 있다는 사실은 예측 불가능할 수도 있다.
본 발명의 효과는 액정 표시 장치의 형태에 대한 임의의 의존성 없이 획득될 수도 있다. 흑 상태 시의 액정층의 Δnd(λ) 의 적절한 값은 표시 장치들의 형태에 의존하여 변화한다. 따라서, 형태에 따라서, Rthrear(λ) 와 Rthfront(λ) 의 합계가 결정되고, Rth0(λ) 의 값은 리어측 기판 부재 및 프론트측 기판 부재의 산란 세기에 의존하여, Rthrear(λ) 및 Rthfront(λ) 로 분배된다. 이러한 방식으로, 본 발명의 효과가 획득될 수 있다.
예를 들어, VA 모드 또는 TN 모드 액정층의 흑 상태 시의 Δnd(λ) 의 범위, 및 광학 보상을 위해 필요한 Rth0(λ) 의 범위는 이하의 표에 나타난다. 그러나, 이하의 표에서 데이터는 예시를 위한 것이고, 예시된 데이터는 제한적이지 않다. 이하의 표에서, 파장 λ 은 550nm 이다.
Figure pct00003
본 발명의 정면 콘트라스트 비를 증가시키는 효과는, 백라이트로부터의 출사광의 각도 프로파일을 제어함으로써 더 개선될 수도 있다. 구체적으로, 더 높은 집광성을 갖는 백라이트의 이용은 정면 콘트라스트 비의 절대값을 증가시키고, 여기서, 본 발명의 효과를 나타내는 정면 CR 절대값의 증가는 또한 증가된다. 집광률은, 예를 들어, 정면에서의 출사광 강도 I(0°) 대 45°의 극각에서의 출사광 강도 I(45°) 의 비 I(0°)/I(45°) 로 표현되고; 더 큰 값은 더 높은 집광성을 갖는 백라이트를 나타낸다. 높은 집광성을 갖는 백라이트로서, 확산 필름과 액정 패널 사이에 집광 기능을 갖는 프리즘 필름 (프리즘 층) 의 배열이 바람직하다. 프리즘 필름은, 높은 효율을 갖는 액정 패널의 효율적인 표시 영역에서, 도광판의 발광면을 통해서 발광되고 확산 필름에 의해 확산된 광을 수집하도록 동작한다. 그 내부에 설치된 일반적인 직하형 방식의 백라이트 (direct-lighting backlight) 를 갖는 액정 표시 장치는, 예를 들어, 그 상부에 투명 기판, 편광판들 사이에 끼워진 컬러 필터, 및 액정층을 포함하는 액정 패널을 포함하고, 그 하부측에 배치된 백라이트를 포함한다. 미국 3M 의 상표명, Brightness Enhancement Film (BEF) 이 통상적인 예시이다. BEF 는, 프리즘이 광의 파장보다 더 큰 크기 (피치) 를 갖는, 일 방향으로 주기적으로 배치되는, 삼각형 단면을 각각 갖는 유닛 프리즘들을 포함하는 필름이다. BEF 는 "축외 (off-axis) "광을 집광하여, 이를 관측자를 향하여 "축상" 으로 방향을 바꾸거나 또는 리사이클 (recycle) 한다. 디스플레이 내에서, 통상적으로 BEF 와 같은 프리즘들의 반복적 어레이 구조를 갖는 이러한 휘도 제어부의 사용을 개시하는 수많은 특허 공개 공보 JP-B 1-37801, JP-A 6-102506 및 JP-T 10-506500 가 알려져 있다.
집광성을 강화하기 위해, 렌즈 어레이 시트의 이용이 또한 바람직하다. 렌즈 어레이 시트는, 볼록 프로파일을 갖도록 형성되고 소정의 피치에서 2 차원적으로 배치된 복수의 유닛 렌즈들을 포함하는 렌즈 표면을 갖는다. 렌즈 어레이 시트의 바람직한 실시형태는, 렌즈 표면에 대향하는 측면은 평평한 표면이고, 그 렌즈의 비집광 영역 내의 광을 반사하기 위한 광반사층은 그 평평한 표면 위에 형성되도록 설계되는 것이다. 또한, 예를 들어, 소정의 피치로 서로에 대해 평행하게 배치된 복수의 볼록 형상 원통형 렌즈와 함께 렌티큘러 렌즈 표면을 갖는 렌즈 어레이 시트인 것이 바람직하며, 렌즈 표면에 대향하는 측면은 평평한 표면이고, 그 평평한 표면은 비집광 영역 내에서 길이방향 스트라이프 광을 반사시키기 위해 그 상부에 형성된 광반사층을 갖는다. 또한, 원통형 만곡된 표면으로 각각 구성된 유닛 렌즈들이 그 표면에서 일 방향으로 배치된 렌티큘러 렌즈 어레이 시트, 및 원형, 직사각형, 육각형 등의 바닥 형상을 각각 갖고 돔-형 만곡된 표면으로 구성된 유닛 렌즈들이 그 표면에 2 차원적으로 배치된 렌즈 어레이 시트가 유용하다. 이러한 렌즈 어레이 시트들은 JP-A 10-241434, 2001-201611, 2007-256575, 2006-106197, 2006-208930, 2007-213035, 2007-41172, 등에 개시되며, 이들은 본 명세서에 참조로서 통합된다.
또한, 본 발명은, 컬러 필터를 통과한 투과 스펙트럼 및 백라이트로부터 나가는 광 스펙트럼을 제어함으로써 컬러 재현 영역이 확대된, 디스플레이의 실시형태에 효과적이다. 구체적으로, 백라이트로서, 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED 가 컬러 혼합을 위해 조합되는 백색 백라이트가 바람직하게 사용된다. 더욱 바람직하게, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 에 의해 발광된 광의 피크의 반값폭은 작다. LED 에 대해, 반값 파장 폭은 20nm 정도이고, CCFL 의 반값 파장 폭과 비교하여 작으며; R (적색) 의 피크 파장이 610nm 이고, G (녹색) 의 피크 파장이 530nm 이고, B (청색) 의 피크 파장이 480nm 인 경우, 광원 자체의 컬러 순도는 증가될 수 있다.
LED 의 피크 파장을 제외하고, 컬러 필터의 스펙트럼 투과율이 가능한 한 최소화된 경우, 컬러 재현성은 더 개선될 수 있고, NTSC 비는 100% 의 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 이는 JP-A 2004-78102 에 개시된다. 적색 컬러 필터에서, 녹색 LED 및 청색 LED 의 피크 위치에서의 투과율은 작은 것이 바람직하고; 녹색 컬러 필터에서, 청색 LED 및 적색 LED 의 피크 위치에서의 투과율은 작은 것이 바람직하고; 청색 컬러 필터에서, 적색 LED 및 녹색 LED 의 피크 위치에서의 투과율은 작은 것이 바람직하다. 구체적으로, 투과율의 데이터는 최고 0.1 이고, 더욱 바람직하게 최고 0.03 이고, 보다 더욱 바람직하게 최고 0.01 이다. 백라이트와 컬러 필터 사이의 관계에 대하여, 예를 들어, 설명은 JP-A 2009-192661 에 주어지고, 이는 본 명세서에 참조로서 통합될 수도 있다.
또한, 컬러 재현 영역을 확대하기 위한 백라이트로서 레이저 광원의 이용이 바람직하다. 바람직하게, 적색, 녹색, 청색 레이저 광원의 피크 파장은 각각 430 내지 480 nm, 520 내지 550 nm, 및 620 내지 660 nm 이다. 백라이트로서 기능하는 레이저 광원에 대해, 설명은 JP-A 2009-14892 에 주어지고, 이는 본 명세서에 참조로서 통합될 수도 있다.
이하에서, 전술한 식 (1) 을 만족하는 실시형태가 상세하게 설명된다.
식 (1) 리어부 산란 세기 > 프론트부 산란 세기를 만족하는 실시형태에서, 바람직하게, 리어부 산란 세기/프론트부 산란 세기는 적어도 1.4 이고, 더욱 바람직하게는 적어도 1.6 이고, 보다 더욱 바람직하게는 적어도 1.8 이다. 당업계에서 주류인 프론트측에 컬러 필터를 갖는 실시형태에서, 리어부 산란 세기/프론트부 산란 세기의 비는 0.2 내지 1.3 정도이다. 효과의 관점에서, 최상위 범위에 대한 구체적인 제한은 없다. 이러한 특징을 만족하는 액정셀의 일 예시는 COA 구조의 액정셀이다. 일반적인 COA 구조의 액정셀에서, 리어부 산란 세기/프론트부 산란 세기는 2.0 내지 50 정도이다. "COA" 는 컬러 필터-온-어레이의 약어이고, 컬러 필터가 능동 매트릭스 기판상에 형성된 구조가 COA 구조로 지칭된다. 본 명세서에서 COA 구조의 액정 표시 장치는, 블랙 매트릭스를 가질 수도 있는데, 여기서 블랙 매트릭스의 위치는 프론트측 기판 또는 리어측 기판일 수도 있지만; 높은 정면 CR 을 획득하기 위해, 블랙 매트릭스는 장치 내에서 리어측 편광자와 액정층 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 블랙 매트릭스는 TFT 어레이 차광층 (light-shielding layer) 으로 대체될 수도 있다. 임의의 경우에, 본 특허로 나타난 정면 콘트라스트 비를 강화하는 효과가 획득될 수 있다. 먼저, COA 구조는 일반적인 TFT 기판 상에 컬러 필터를 형성하기 위한 것이지만, 최근에 일반적으로, 이 구조내에서, 화소 전극이 컬러 필터 상에 형성되고, 콘택트 홀로 지칭된 작은 홀을 경유하여, 화소 전극은 표시 특성을 개선시키기 위해 TFT 에 접속된다. 본 발명은 이러한 유형들 중 임의의 유형에 적용가능하다. COA 구조에서, 컬러 필터 층의 두께는 일반적인-유형의 컬러 필터 층 (1 내지 2㎛ 정도) 의 두께 보다 크고, 2 내지 4㎛ 정도가 일반적이다. 이는, 화소 전극의 에지와 배선 사이에 형성되는 기생 용량을 방지하기 위한 목적이다. 본 발명의 액정 표시 장치가 갖는 컬러 필터 층의 두께는 2 내지 4㎛ 인 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. COA 구조의 액정셀의 제조시에, 컬러 필터상의 화소 전극은 패터닝되어야만 하고, 이에 따라 에천트 및 박리액에 대한 내성이 요구된다. 이러한 목적을 위해, 두께가 두껍게 되도록 제어된 컬러 필터 재료 (착색 감광성 조성물) 가 이용되지만, 일반적인 컬러 필터 재료 + 오버코트 층으로 형성된 컬러 필터층의 2-층 구성이 사용될 수도 있다. 본 발명에서, 임의의 이러한 구성이 채용가능하다.
COA 구조는 JP-A 2005-99499, 2005-258004, 2005-3733, 및 JP-A 2007-240544, 2004-163979 에 그리고 본 발명에 추가적으로 설명되어 있고, 임의의 구성이 채용가능하다.
리어측 기판상에 컬러 필터층을 갖는 비-COA 구조의 액정셀도 리어부 산란 세기 > 프론트부 산란 세기를 만족하고, 리어부 산란 세기/프론트부 산란 세기≥1.4 를 만족할 수 있다. 일 예시는, 컬러 필터의 콘트라스트 비가 높은 실시형태이다. 높은 콘트라스트 비의 컬러 필터의 일 예시는 일반적인 CF 의 안료보다는 더 작은 파티클 크기를 갖는 안료를 포함하는 컬러 필터이다. 안료를 포함하는 높은 콘트라스트 비의 컬러 필터를 형성하는 방법의 예시는 이하의 2 가지 방법들을 포함한다.
(i) 안료 파티클들은 샌드밀, 롤밀, 또는 볼밀과 같은 디스펜서를 이용하여 미세한 파티클들로 기계적으로 분쇄 (grinding) 되고, 이는 예를 들어 JP-A 2009-144126 에 상세하게 설명되고, 본 명세서에 참조로서 통합될 수도 있다.
(ii) 안료가 용매 내에서 용해된 후 재석출되어 미세한 안료 파티클들을 제조하며, 이는 예를 들어 JP-A 2009-134178 에 상세하게 설명된다.
안료 대신에 염료를 이용하여 높은 콘트라스트 비의 컬러 필터를 형성하는 방법이 제안된다. 이는, JP-A 2005-173532 에 상세하게 설명되며, 본 명세서에 참조로서 통합될 수도 있다.
이들 특허 공개공보에서 설명된 컬러 필터를 이용하여, 일반적인 구성은 리어부 산란 세기>프론트부 산란 세기, 리어부 산란 세기/프론트부 산란 세기 ≥ 1.4 를 만족하는 액정셀을 제공한다.
정면 CR 뿐만 아니라 흑 상태 (정면 흑색미) 에서의 정면 컬러 톤도 액정 표시 장치의 중요한 표시 특성이다. 본 발명자의 조사는, 리어측 위상차 영역의 리타데이션 (Re 및 Rth) 이, 가시광 영역의 더 큰 파장에서 리타데이션이 더 크게 되는 역 파장 분산성을 갖고, 정면 흑색미의 특정 컬러로의 컬러 시프트는 감소되는 것으로 밝혀졌다. 그 이유는 전술한 액정 표시 장치의 정면 방향에서의 광 누설과 동일한 것으로 고려될 수도 있다. 구체적으로, 리어측 위상차 영역에서 리타데이션의 역 파장 분산성이 더 강해지는 경우, 광원 (백라이트) 로부터 액정 표시 장치로 경사지게 입사하는 광의 타원 편광성의 파장 의존성이 감소되어, 파장-의존 광 누설 정도가 감소되고, 정면 흑색미의 특정 컬러로의 시프트가 감소되는 결과를 초래한다.
이 실시형태에서, 리어측 위상차 영역은 프론트측 위상차 영역보다 더 낮은 리타데이션을 갖도록 제작되고, 리어측 위상차 영역은 역 파장 분산성을 갖도록 제작되며, 정면 CR 이 개선되고, 흑 상태 시의 정면 컬러 시프트가 감소될 수 있다.
더욱 구체적으로, 리어측 위상차 영역이 저위상차를 갖고 역 파장 분산성을 갖도록 제작된 실시형태에서, 리어측 위상차 영역이 저위상차를 갖지만 규칙적인 파장 분산성을 갖는 다른 실시형태에서의 정면 컬러 시프트와 비교했을 때, 흑 상태 시의 정면 컬러 시프트는 더욱 감소될 수 있다. 저위상차를 갖지만 규칙적인 파장 분산성을 갖는 실시형태에서, 약간 푸르스름한 컬러 시프트가 관찰되지만, 저위상차를 갖고 역 파장 분산성을 갖는 실시형태에서는, 푸르스름한 컬러 시프트가 약간만 관찰된다. u'v' 색도도 (chromaticity diagram) 에서, 흑색은 v' 이 0.375 이상인 것을 요구한다. u'v' 색도도에서, 흑 상태 시의 푸르스름한 컬러 시프트는 값 v' 에서의 감소를 의미한다. 전자의 실시형태에서, v' 는 0.38 이상에 도달할 수 있다.
본 실시형태에서는, 전술한 식 (1) 을 만족하는 한, 리어측 위상차 영역 및 프론트측 위상차 영역의 위상차에 대해서는 특별히 제한은 없다. 액정 표시 장치에 이용되는 액정셀의 모드 및 흑 상태 시의 액정 층의 Δnd(λ) 에 의존하여, Rthfront(λ) > Rthrear(λ) 를 만족하는 리어측 위상차 영역의 Rth 및 프론트측 위상차 영역의 Rth 를 결정할 수가 있다. 본 실시형태에서는, 예를 들어, 파장 λ=550nm 로 상기 언급된 관계식을 만족하면, Rthfront(550) 및 Rthrear(550) 의 차이는, 10 내지 590nm 인 것이 바람직하고, 50 내지 550nm 인 것이 보다 바람직하고, 100 내지 500nm 인 것이 더욱 바람직하다. Rth 차이가 상기 범위 미만인 경우, 효과가 불충분하지만, 그 차이가 상기 범위를 초과하게 하기 위해서는, 필름의 제조 조건(첨가제의 종류, 연신 배율 등) 의 훨씬 많은 제약이 생겨 제조 적성의 관점에서 바람직하지 않을 수도 있다.
본 실시형태에서는, 리어측 위상차 영역의 Rth 및 프론트측 위상차 영역의 Rth 는 하기 식을 만족하는 범위에서 결정되는 것이 바람직하다.
0 nm≤ |Rth(550)| ≤300 nm
또, 본 실시형태에서는, 리어측 위상차 영역의 Re 및 프론트측 위상차 영역의 Re 는, 하기 식을 만족하는 범위에서 결정되는 것이 바람직하다.
0 nm≤ Re(550) ≤100 nm
본 발명의 일례는, VA 모드 액정 표시 장치이다. VA 모드 액정 표시 장치의 실시형태에서는, 리어측 위상차 영역의 Rth 가, 하기 식 (I) 을 만족하는 경우, 정면 CR 의 저하에 대한 현저한 경감 효과가 획득될 수 있다.
(I): |Rth(550)|
Figure pct00004
90 nm
리어측 위상차 영역은, 단층 구조를 가질 수도 있고, 또는 2 개 이상의 층의 적층체일 수도 있다. 리어측 위상차 영역이 단층 구조를 갖는 실시형태에서는, 그 단층이, 식 (I) 을 만족하는 것이 바람직하고; 그 영역이 적어도 2 개의 층들의 적층체인 실시형태에서는, 적층체가 상기 식 (I) 을 전체로서 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 프론트측 위상차 영역은, 단층 구조일 수도 있고 또는 2층 이상으로 구성된 적층체일 수도 있다. 프론트측 위상차 영역의 Rthfront 는, 리어측 위상차 영역의 Rthrear 과 함께, 흑표시 시의 액정 층의 Δnd 를 보상할 수 있는 정도인 것이 바람직하다. 전술한 표에 나타난 대로, VA 모드 액정층의 Δnd(550) 는, 250 nm 내지 370 nm 이고, 일반적으로는 280 내지 350 nm 정도이다. Δnd(λ) 를 보상하는데 적합한 프론트측 위상차 영역과 리어측 위상차 영역의 조합은, 여러 가지의 특허 공개 공보, 예를 들어, 일본 특허 제3282986호, 제3666666호 및 제3556159호 등에 기재되며, 이는 본 명세서에 참조로서 통합될 수도 있다. 이러한 관점에서, 프론트측 위상차 영역은, 이하의 식 (III) 및 (IV) 를 만족하는 것이 바람직하다.
(III): 30 nm
Figure pct00005
Re(550)
Figure pct00006
90 nm
(IV): 150 nm
Figure pct00007
Rth(550)
Figure pct00008
300 nm
전술한 특성들을 만족시키기 위해, 프론트측 위상차 영역은, 하나 이상의 이축 폴리머 필름으로 형성될 수도 있고, 하나 이상의 이축 폴리머 필름을 포함할 수도 있다. 또한, 프론트측 위상차 영역은 하나 이상의 일축 폴리머 필름을 포함할 수도 있다.
또한, VA 모드 액정셀의 Δnd 는 일반적으로 280 내지 350nm 정도이고, 이것은 백 상태 시의 투과율을 가능한 한 많이 증가시키기 위함이다. 한편, Δnd 가 280nm 미만인 경우, Δnd 의 저하에 수반해 백색 휘도가 약간 저하할 수도 있지만, 셀 두께 d 가 작기 때문에, 액정 표시 장치의 고속 응답성이 우수해질 수 있다. 리어측 위상차 영역이 저위상차를 갖는 경우, 정면 방향에서 광 누설이 감소되고, 그 결과, 높은 정면 CR 을 획득하는 본 발명의 특징은, 상이한 Δnd(550) 을 갖는 임의의 액정 표시 장치에 있어서도 효율적이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 리어측 위상차 영역 (도 1 의 18) 은 이하의 식 (II) 을 만족한다.
(II): |Re(550)|
Figure pct00009
20nm.
Re가 고위상차 필름이 리어측에 배치된 경우에도, Rth 가 전술한 식 (I) 을 만족하는 한, 본 발명의 효과가 획득된다. 한편, 어느 정도의 Re 를 갖는 위상차 필름이 리어측에 배치된 경우, 리어측 편광자의 흡수축과 같은 다른 부품의 광학 축에 대해 엄밀한 축 배향 (strict axial alignment) 이 필요하다. 바람직하게, 리어측 위상차 영역이 낮은 Re 를 갖고 그 전체로서 전술한 식 (II) 을 만족하여, 리어측 위상차 영역인 하나 이상의 위상차 필름들을 액정 표시 장치에 통합시키는데 있어서 축 배향을 용이하게 한다.
본 발명의 다른 이점은 "원형 얼룩 (circular unevenness)" 의 경감이다. "원형 얼룩" 은, 고온/고습 분위기에 노출한 후 흑표시 상태에서 액정 패널에서 발생하는 원형 광 누설의 현상이다. 그 세부사항은 JP-A 2007-187841 에 기재된다. 하나의 이유는, 백라이트측의 액정셀 기판 (즉, 도 1 의 리어측 기판 14) 이 고온/고습 분위기에 노출될 때 휘어지기 때문이다. 이 실시형태에서, 리어측 위상차 영역의 리타데이션이 작기 때문에, 존재한다면, 기판의 휨 (warping) 은 리타데이션에 대한 영향이 작다. 또한, COA 구조의 액정셀에서, 리어측 기판에 어레이 부재뿐만 아니라 컬러 필터도 배치되어, 이에 따라, 기판은 가열 하에서도 휘어지기 어렵고, 그 결과, 원형 얼룩도 감소될 수 있다.
이 실시형태의 일 예시는, 리어측 위상차 영역 (도 1 의 18) 이 식 (Ia) 를 만족하는 VA 모드 액정 표시 장치이다.
(Ia): |Rth(550)| ≤20 nm.
식 (Ia) 이 만족되면, 원형 얼룩은 더 감소될 수도 있다.
원형 얼룩의 관점에서, 리어측 위상차 영역 (도 1 의 18) 에 배치된 위상차 필름의 두께는 작게 되는 것이 바람직하고; 구체적으로, 그 두께는 2 내지 100㎛ 정도인 것이 바람직하고, 2 내지 60㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하고, 2 내지 40㎛ 정도인 것이 보다 더욱 바람직하다.
컬러 필터층과 같은 액정셀 내의 부분이 두께 방향 리타데이션을 갖는 경우, 컬러 필터층의 두께 방향 리타데이션 RthCF 은 리어측 위상차 영역의 Rthrear 를 결정하는데 고려되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 전술한 식 (I) 은 RthCF 를 고려하여 이하의 식 (I') 을 만족한다.
(I') |RthCF + Rthrear| ≤ 90 nm,
그리고, 전술한 식 (Ia) 은 이하의 식 (I'a) 을 만족한다.
(I'a) |RthCF + Rthrear| ≤ 20 nm.
컬러 필터층의 RthCF(550) 는 바인더 배향 또는 안료 분자 패킹에 의해 발현되는 것으로 여겨진다.
전술한 바와 같이, VA 모드 액정층의 Δnd(550) 를 약 280nm 내지 약 350nm 의 범위로 조절함으로써, 백색 표시시의 투과율을 개선시키는 것이 가능하다. 리어측 위상차 영역이 식 (Ia) 를 만족하는 실시형태에서, 시야각 CR 을 개선시키기 위해, 프론트측 위상차 영역은 이하의 식 (IIIa) 및 (IVa) 을 만족하는 것이 바람직하고:
(IIIa): 30nm
Figure pct00010
Re(550)
Figure pct00011
90nm
(IVa): 180nm
Figure pct00012
Rth(550)
Figure pct00013
300nm ;
Δnd(550) 가 약 280nm 내지 350nm 인 VA 모드 액정셀을 갖는 실시형태에서, 하기 식 (IIIa-1) 및 (IVa-1) 을 만족하는 것이 바람직하고;
(IIIa-1): 50nm
Figure pct00014
Re(550)
Figure pct00015
75nm
(IVa-1): 200nm
Figure pct00016
Rth(550)
Figure pct00017
300nm
하기 식 (IIIa-2) 및(IVa-2) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
(IIIa-2): 50nm
Figure pct00018
Re(550)
Figure pct00019
75nm
(IVa-2): 220nm
Figure pct00020
Rth(550)
Figure pct00021
270nm.
위상차 필름의 제조 적성을 고려하면, 실용상, Rth(550)
Figure pct00022
230nm 의 위상차 필름을 이용하는 실시형태들이 바람직하다. 이는, 일반적으로, 고위상차를 갖는 임의의 위상차 필름을 제조하기 위해, 높은 연신 배율로 연신처리를 실행할 수도 있고; 더 높은 연신 배율을 통한 연신처리는 브레이킹을 더욱 빈번하게 유발할 수도 있다.
이러한 관점으로부터, 리어측 위상차 영역이 식 (Ia) 을 만족하는 실시형태에서, 시야각 CR 을 개선시키기 위해서는, 프론트측 위상차 영역이 이하의 식 (IIIa) 및 (IVa) 을 만족하는 것이 바람직하고;
(IIIa): 30nm
Figure pct00023
Re(550)
Figure pct00024
90nm
(IVa): l80nm
Figure pct00025
Rth(550)
Figure pct00026
300nm
VA 모드 액정셀의 Δnd(550) 가 280nm 이하인 실시형태에서, 프론트측 위상차 영역은 이하의 식 (IIIa-3) 및 (IVa-3) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하고
(IIIa-3): 50nm
Figure pct00027
Re(550)
Figure pct00028
80nm
(IVa-3): 180nm
Figure pct00029
Rth(550)
Figure pct00030
280nm
이하의 식 (IIIa-4) 및 (IVa-4) 을 만족하는 것이 보다 더욱 바람직하다.
(IIIa-4): 50nm
Figure pct00031
Re(550)
Figure pct00032
80nm
(IVa-4): 180nm
Figure pct00033
Rth(550)
Figure pct00034
230nm
본 실시형태의 다른 예는, 이하의 식 (Ib) 을 만족하는 (도 1 에서 18 로 나타낸) 리어측 위상차 영역을 갖는 VA 모드 액정 표시 장치이다.
(Ib): 20 nm
Figure pct00035
｜Rth(550)｜
Figure pct00036
90nm.
리어측 위상차 영역이 식 (Ib) 을 만족하는 본 실시형태에서는, 시야각 CR 을 개선하기 위해, 리어측 위상차 영역이 시야각을 개선시키는데 요구된 위상차를 공유할 수도 있기 때문에, 프론트측 위상차 영역과 같이 큰 위상차를 갖는 임의의 위상차 필름을 이용할 필요는 없다. 즉, 리어측 위상차 영역이 식 (Ib) 을 만족하는 실시형태에 따르면, 본 발명의 효과뿐만 아니라 우수한 생산성을 갖는 시야각의 개선도 획득할 수 있다.
리어측 위상차 영역이 식 (Ib) 을 만족하는 본 실시형태에 있어서, 시야각 CR 을 개선시키기 위해, 프론트측 위상차 영역은, 식 (IIIb) 및 (IVb) 을 만족하는 것이 바람직하고,
(IIIb): 30nm
Figure pct00037
Re(550)
Figure pct00038
90nm
(IVb): 150nm
Figure pct00039
Rth(550)
Figure pct00040
270nm;
VA 모드 액정셀의 Δnd(550) 가 약 280nm 내지 350nm 인 실시형태에서, 이하의 식 (IIIb-1) 및 (IVb-1) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하고,
(IIIb-1): 50nm
Figure pct00041
Re(550)
Figure pct00042
80nm
(IVb-1): 170nm
Figure pct00043
Rth(550)
Figure pct00044
270nm;
이하의 식 (IIIb-2) 및(IVb-2) 을 만족하는 것이 보다 더욱 바람직하다.
(IIIb-2): 50nm
Figure pct00045
Re(550)
Figure pct00046
80nm
(IVb-2): 170nm
Figure pct00047
Rth(550)
Figure pct00048
230nm.
또, VA 모드 액정셀의 Δnd(550) 가 280nm 이하인 실시형태에서, 하기 식 (IIIb-3) 및 (IVb-3) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하고,
(IIIb-3): 60nm
Figure pct00049
Re(550)
Figure pct00050
90nm
(IVb-3): 150nm
Figure pct00051
Rth(550)
Figure pct00052
250nm;
하기 식 (IIIb-4) 및 (IVb-4) 를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
(IIlb-4): 60nm
Figure pct00053
Re(550)
Figure pct00054
90nm
(IVb-4): 150nm
Figure pct00055
Rth(550)
Figure pct00056
230nm.
도 1 에서, 리어측 위상차 영역 (18) 및 프론트측 위상차 영역 (16) 의 전부 또는 일부는, 각각 리어측 편광자 (22) 및 프론트측 편광자 (20) 에 대한 보호 필름으로서 기능할 수도 있다. 또, 도 1 에는 도시되지 않지만, 리어측 편광자 (22) 는, 그 백라이트 (24) 에 대면하는 그 표면상에, 보호 필름, 방오성 필름, 반사방지 필름, 눈부심 방지 필름, 대전방지 필름 등과 같은 임의의 기능성 필름을 추가적으로 가질 수도 있고, 유사하게, 프론트측 편광자 (20) 는, 그 패널측 표면에, 보호 필름, 방오성 필름, 반사방지 필름, 눈부심 방지 필름, 대전방지 필름 등의 임의의 기능성 필름을 추가적으로 가질 수도 있다.
전술한 바와 같이, 일 측이 광학 보상에 대한 큰 위상차를 공유하는 시스템에서, 지금까지는, 큰 위상차를 갖는 필름이 일반적으로 리어측에 배치되지만; 고위상차 필름이 프론트측에 배치되는 경우, 본 발명에서와 같이, 편광판의 수율이 증가할 수도 있다는 것이 고려된다. 그 이유는 후술된다.
고위상차 필름은, 고배율 (high draw ratio) 로 연신하는 단계를 요구하고, 이에 따라, 제조시에 수많은 첨가제들을 요구하지 않는 저렴한 필름들, 즉, 평면 TAC (0 내지 10nm 의 Re 및 30 내지 80nm 의 Rth 를 갖는 트리아세틸 셀룰로오스 필름), 또는 저위상차 필름과 비교하여, 그 폭은 광폭화되기 어렵다. 통상적인 액정 표시장치에서는, 넓은 액정셀이 사용되고, 일반적으로, 프론트측 편광자의 흡수축은 수평 방향 (폭 방향) 으로 배치되고, 리어측 편광자의 흡수축은 수직 방향 (길이 방향) 으로 배치된다. 또한, 산업적인 대량 생산에서는, 편광자 및 위상차 필름이 롤-투-롤 시스템으로 함께 부착된다. 이 방법에 따라서 제조된 폴러라이저가 액정셀에 부착된 것을 고려하면, 편광판의 폭 방향을 효율적으로 이용하기 위해 프론트측에 고위상차 필름을 배열시키는 것이 권유되며, 즉, 제조 수율이 증가된다. 본 발명에서와 같이, 저위상차 필름이 리어측에 배치되는 경우, 제조 수율을 더욱 증가시키기 위해 광폭 편광자와 조합될 수 있다. 그 결과, 폐기되는 편광판의 양이 감소될 수도 있다.
이는, 구체적인 수치 데이터를 참고하여 설명된다. 일반적으로, 위상차 필름의 폭은 1100mm, 1300mm, 1500mm, 2000mm, 2500mm 이며; 필름의 두께는 약 25㎛, 40㎛, 80㎛ 이다. 필름의 롤의 길이는 약 2500m 또는 4000m 이다. 한편, TV 에 적용하기 위한 VA 모드 액정 표시장치의 패널 크기를 고려하면, 패널 크기는 20 인치, 32 인치, 40 인치, 42 인치, 52 인치 또는 68 인치일 수도 있다. 일례로서, 현재 가장 대중적으로 출하되는 42 인치 패널이 여기 논의된다. 42 인치 패널 (표준 4:3) 은, 패널 폭이 853mm (42 인치 와이드 패널 16:9 는 930mm 임), 패널 높이가 640mm (42 인치 와이드 패널은 523 mm 임) 이다. 고위상차 필름이 리어측에 배치된 종래의 통상적인 시스템에서, 예를 들어, 폭 방향으로 1300mm 또는 150Omm폭을 갖는 위상차 필름으로부터, 오직 한 개의 패널용 위상차 필름이 얻어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시형태에서, 고위상차 필름이 프론트측에 배치되어, 이에 따라, 예를 들어, 1300mm 또는 1500mm 의 폭을 갖는 위상차 필름이 절단되어, 패널 크기의 높이에 대응하는 이렇게 절단된 필름 조각의 높이는 필름의 폭 방향에 놓일 수 있고, 즉, 2 개의 패널들에 대한 위상차 필름들은 폭 방향으로 취해질 수 있고, 그 생산성은 2 배가 될 수도 있다. TV 크기는 해마다 증가하는데, 예를 들어, 65-인치 (표준) TV 는 991mm 의 패널 폭 및 1321mm 의 패널 높이를 갖는다. 이러한 와이드-뷰 TV 의 종래 통상적인 리어측 배열에서, 광폭화된 2000mm 필름도 폭 방향으로 하나의 패널에 대해 오직 하나의 위상차 필름을 제공할 수 있다. 이와 대조적으로, 본 발명의 일 실시형태에서와 같은 프론트측 배열에서, 이 필름은 폭 방향으로 2 개의 패널들에 대한 위상차 필름들을 제공할 수 있다. 또한, 68-인치 (와이드-뷰) TV 는 1505mm 의 패널 폭 및 846mm 의 패널 높이를 갖고, 약 2 배의 생산성이 유사하게 기대될 수 있다.
본 발명에서, 액정 표시 장치는 필드 시퀀셜 구동 모드로 구동될 수도 있다. 필드 시퀀셜 구동 모드에 따르면, 액정셀은 어떠한 컬러 필터도 갖지 않을 수도 있다. 필드 시퀀셜 구동 모드의 액정셀은 JP-A 2009-42446, 2007-322988, 및 일본 특허 제3996178호 에 상세하게 설명되고, 이들은 본 명세서에 참조로서 통합된다. 필드 시퀀셜 구동 모드에서, 3 원색 광들을 순차적으로 발광하는 독립적인 백라이트 유닛들이 이용된다. 광원으로서 LED 가 각각 제공된 백라이트 유닛들이 바람직하고; 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색의 3 가지 컬러들 중 임의의 컬러를 발광하는 LED 소자가 각각 제공된 백라이트 유닛들이 이용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태의 VA 모드 액정 표시 장치는, 구체적으로, MVA (Multi-Domain Vertical Alignment), PVA (Patterned Vertical Alignment), OP (Optical Alignment) 또는 PSA (Polymer-Sustained Alignment) 중 임의의 모드에서 구동될 수 있다. 이 모드들의 세부사항은 JP-A 2006-215326, 및 JP-T 2008-538819 에 기재된다. 광 배향모드 및 PSA 모드는 높은 정면 콘트라스트 비를 실현한다. 본 발명의 이점은 높은 콘트라스트 패널에서 더욱 현저하다.
본 발명의 일 실시형태인, VA 모드 액정 표시장치에 이용될 수 있는 다양한 부재들이 이하 설명된다.
1. 리어측 및 프론트측 위상차 영역들
본 발명에 따르면, 리어측 편광자와 액정셀 사이에 배치된 전체로서의 하나 또는 2 개 이상의 위상차 층들은, "리어측 위상차 영역"으로 지칭된다. 바람직하게, 리어측 위상차 영역의 Rth(550) 는 이하의 식을 만족하고:
0nm
Figure pct00057
|Rth(550)|
Figure pct00058
300nm
리어측 위상차 영역의 Re(550) 는 이하의 식을 만족한다.
0nm
Figure pct00059
Re(550)
Figure pct00060
100nm.
전술한 식 (1) 을 만족하는 실시형태에서, 바람직하게, 리어측 위상차 영역은 전체로서 전술한 식 (I) 을 만족하고; 더욱 바람직하게는, 전술한 식 (II) 을 전체로서 만족한다.
일 실시형태에서, 바람직하게, 리어측 위상차 영역은 전술한 식 (Ia) 을 만족하고; 더욱 바람직하게, 이하의 식을 만족한다:
0nm
Figure pct00061
Re(550)
Figure pct00062
20nm 및 |Rth(550)|
Figure pct00063
20nm;
보다 더욱 바람직하게, 이하의 식을 만족한다:
0nm
Figure pct00064
Re(550)
Figure pct00065
10nm 및 |Rth(550)|
Figure pct00066
10nm;
가장 바람직하게, 이하의 식을 만족한다:
0nm
Figure pct00067
Re(550)
Figure pct00068
5nm 및 |Rth(550)|
Figure pct00069
5nm.
다른 실시형태에서, 리어측 위상차 영역은 전술한 식 (Ib) 을 만족하고, 더욱 바람직하게 이하의 식들을 만족한다:
0nm
Figure pct00070
Re(550)
Figure pct00071
20nm 및 20nm<|Rth(550)|
Figure pct00072
90nm;
보다 더욱 바람직하게, 이하의 식들을 만족한다:
0nm
Figure pct00073
Re(550)
Figure pct00074
10nm 및 30nm
Figure pct00075
|Rth(550)|
Figure pct00076
90nm:
가장 바람직하게, 이하의 식들을 만족한다:
0nm
Figure pct00077
Re(550)
Figure pct00078
10nm 및 40nm
Figure pct00079
|Rth(550)|
Figure pct00080
80nm.
본 발명에 따르면, 프론트측 편광자와 액정셀 사이에 배치된 그 전체로서의 하나 또는 2 개 이상의 위상차 층들은 "프론트측 위상차 영역" 으로 지칭된다. 바람직하게, 프론트측 위상차 영역의 Rth(550) 은 이하의 식을 만족한다:
0nm
Figure pct00081
|Rth(550)|
Figure pct00082
300nm
프론트측 위상차 영역의 Re(550) 는 이하의 식을 만족한다:
0nm
Figure pct00083
Re(550)
Figure pct00084
100nm.
전술한 식 (1) 을 만족하는 실시형태에서, 프론트측 위상차 영역이 상기 식 (III) 및 식 (IV) 을 만족하고; 리어측 위상차 영역이, 상기 식 (Ia) 을 만족하는 실시형태에서, 프론트측 위상차 영역은 상기 식 (IIIa) 및 식 (IVa) 을 만족하는 것이 바람직하다.
특히, VA 모드 액정셀의 Δnd(550) 가 약 280nm 내지 약 350nm 인 실시형태에서, 상기 식 (IIIa-1) 및 식 (IVa-1) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하고, 상기 식 (IIIa-2) 및 식 (IVa-2) 을 만족하는 것이 보다 더욱 바람직하다. 한편, VA 모드 액정셀의 Δnd(550) 가 280nm 이하인 실시형태에서, 상기 식 (IIIa-3) 및 식 (IVa-3) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하고, 상기 식 (IIIa-4) 및 식 (IVa-4) 을 만족하는 것이 보다 더욱 바람직하다. 리어측 위상차 영역이 상기 식 (Ib) 을 만족하는 실시형태에서, 프론트측 위상차 영역은 상기 식 (IIIb) 및 식 (IVb) 을 만족하는 것이 바람직하다. 특히, VA 모드 액정셀의 Δnd(550) 는 약 280 nm 내지 약 350nm 인 실시형태에서, 상기 식 (IIIb-1) 및 식 (IVb-1) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하고, 상기 식 (IIIb-2) 및 식 (IVb-2) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, VA 모드 액정셀의 Δnd(550) 가 280nm 이하인 실시형태에서, 상기 식 (IIIb-3) 및 식 (IVb-3) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하고, 상기 식 (IIIb-4) 및 식 (IVb-4) 을 만족하는 것이 보다 더욱 바람직하다. 그러나, 전술한 바와 같이, 본 발명은 VA 모드를 채용하는 실시형태로 제한하지 않는다.
리어측 위상차 영역 또는 프론트측 위상차 영역을 구성하는 하나 이상의 층의 재료는 제한되지 않는다. 전술한 식 (I) 및 식 (II) 을 만족하는 위상차 영역, 또는 식 (III) 및 식 (IV) 을 만족하는 위상차 영역은, 하나 이상의 이축 필름들로 구성될 수도 있고 또는 C-플레이트 및 A-플레이트의 임의의 조합과 같은 복수의 단축 필름들로 구성될 수 있다. 전술한 식 (I) 및 식 (II) 또는 식 (III) 및 식 (IV) 을 만족하는 위상차 영역은, 하나 이상의 이축 필름들과 하나 이상의 단축 필름의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 비용을 절감하는 관점에서, 리어측 위상차 영역 및 프론트측 위상차 영역 중 적어도 하나는 단일 필름으로 구성되는 것이 바람직하고, 모두 단일 필름으로 각각 구성되는 것이 더욱 바람직하다.
프론트측 위상차 영역의 다른 바람직한 실시형태는, 2 개의 필름들, 필름 A 및 필름 B 로 구성된다. 필름 A 는 필름 B 보다 액정셀에 더 가깝게 배치된다. 필름 A 는 이하의 식 (4) 을 만족하고, 필름 B 는 이하의 식 (5) 및 식 (6) 을 만족한다. 이 실시형태는 시야각 특성의 보상이 우수하다. 이 실시형태에서, 프론트측 편광자의 투과축과 필름 B 의 지상축이 서로에 대해 직교 또는 평행하다. 용어 "직교" 또는 "평행" 은 일반적으로 본 발명의 기술적 분야에서 통상적으로 허용가능한 오차들을 포함하고, 그 용어는 더욱 구체적으로는 ±3°내의 허용가능한 오차를 포함하는 것으로 언급된다.
(4) |Refilm A(550)| ≤ 100nm (더욱 바람직하게, |Refilm A(550)| ≤ 60nm),
(5) |Refilm B(550)| ≥ 50nm (더욱 바람직하게, |Refilm B(550)| ≥ 100nm),
(6) 0.05 ≤ Nz ≤ 3 (더욱 바람직하게, 0.3 ≤ Nz ≤ 1.5).
식 (4) 에서, Refilm A(550) 는 파장 550nm 에 있어서의 필름 A 의 면내 리타데이션을 의미하고; 식 (5) 에서, Refilm B(550) 는, 파장 550nm 에 있어서의 필름 B의 면내 리타데이션을 의미하고; 식 (6) 에서, Refilm B(550) 는, 파장 550nm 에 있어서의 필름 B 의 면내 리타데이션을 의미하고, Rthfilm B(550) 는, 파장 550nm 에 있어서의 필름 B 의 두께 방향 리타데이션을 의미하며, Nz=Rthfilm B(550)/Refilm B(550)+0.5 이다.
식 (4) 내지 (6) 에서, 2 개의 필름들, 필름 A 및 필름 B 의 Re(550) 에 부가된 포지티브 또는 네거티브 부호는, 필름의 지상축과 편광 필름의 투과축 사이의 관계를 나타내기 위한 것이고, 포지티브 부호는 지상축이 편광 필름의 투과축에 따라서 있을 때 Re(550) 에 부가된다.
임의의 전술한 실시형태들에서, 리어측 위상차 영역 및 프론트측 위상차 영역의 면내 리타데이션 (Re) 의 파장 분산은 더 긴 파장에서 더 커지는 것이 바람직하고, 즉, 리어측 위상차 영역 및 프론트측 위상차 영역 Re 는 역 파장 분산성을 나타내는 것이 바람직하다. 즉, 리어측 및 프론트측 위상차 영역들의 Re 는 Re(450)<Re(550)<Re(630) 을 만족하는 것이 바람직하다. 그 이유는, Re 가 역 파장 분산성을 나타내는 위상차 영역을 이용하여, 광특성이 가시광의 중심 파장, 약 550nm 에서 최적화되는 경우 모든 가시광 파장 영역에서 광특성이 최적화될 수도 있기 때문이다.
역 분산성을 나타내는 리어측 위상차 영역의 위상차에 의해 야기된 효과는 정면 흑 상태 시의 개선효과 (흑 상태 시의 정면 푸르스름한 톤의 감소) 이며, 한편, 역 분산성을 나타내는 프론트측 위상차 영역에 의해 야기된 효과는 시야각 CR 개선 및 시야각 컬러의 개선 효과 (흑 상태 시의 경사 방향의 컬러 변화의 감소) 와 같은 시야각 특성의 개선효과이다.
더 높은 정면 CR 를 획득하기 위해, 리어측 또는 프론트측 위상차 영역을 구성하는 위상차 필름(들)의 내부 헤이즈는 0.5 이하가 바람직하고, 0.3 이하가 더욱 바람직하고, 0.2 이하가 보다 더욱 바람직하다.
본 명세서에서, 필름 헤이즈는 이하와 같이 측정될 수도 있다: JIS K-6714 에 따르면, 40mm×80mm 의 크기를 갖는 필름 샘플이 제조되고, 25℃ 및 60%RH 의 환경하에서, 헤이즈 계량기 (NDH-2000, Nippon Denshoku Industry 제조) 를 이용하여 분석되고, 이로써 필름의 헤이즈를 측정한다.
리어측 또는 프론트측 위상차 영역은 위상차 필름 단독으로 형성될 수도 있고, 2 개 이상의 필름들의 적층체로 형성될 수도 있다. 그 재료는, 전술한 특성들을 만족하는 한, 제한되지 않는다. 예를 들어, 셀룰로오스 아실레이트, 폴리카보네이트계 폴리머, 폴리에스테스계 폴리머 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트), 아크릴계 폴리머 (예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트), 또는 스티렌계 폴리머 (예를 들어, 폴리스티렌 또는 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머 (AS 수지)) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 폴리머들이 사용될 수도 있다. 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌), 폴리올레핀계 폴리머 (예를 들어, 에틸렌-프로필렌 코폴리머), 비닐 클로라이드계 폴리머, 아미드계 폴리머 (예를 들어, 나일론 또는 방향족 폴리아미드), 이미도계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르 술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르 케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐리덴 클로라이드계 폴리머, 비닐 알코올계 폴리머, 비닐 부티랄계 폴리머, 아크릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 및 전술한 폴리머들의 혼합물을 함유하는 폴리머가, 전술한 특성들을 만족하는 리어측 또는 프론트측 위상차 영역을 구성하는 위상차 필름을 제조하기 위한 주성분으로서 이용된다.
식 (I) 및 식 (II) 을 만족하는 단독의 위상차 필름, 또는 식 (I) 및 식 (II) 을 만족하는 2 개 이상의 필름들의 적층체 전체로서, 또는 식 (III) 및 식 (IV) 을 만족하는 위상차 필름으로서, 셀룰로오스 아실레이트계 필름, 아크릴계 폴리머, 및 시클로올레핀계 폴리머 필름이 바람직하다.
셀룰로오스 아실레이트계 필름:
본 명세서에서는, 용어 "셀룰로오스 아실레이트계 필름" 는, 임의의 셀룰로오스 아실레이트(들)를 주성분 (전성분의 총량에 대해 50질량% 이상)으로서 함유하는 필름을 의미한다. 그 필름을 제조하는데 이용될 수 있는 셀룰로오스 아실레이트(들) 은, 셀룰로오스 아실레이트 내의 히드록실기의 수소 원자(들)가 아실기로 치환된 화합물이다. 셀룰로오스 아실레이트는, 셀룰로오스 아실레이트 내의 히드록실기의 수소 원자(들)가 아실기로 치환된 화합물이고; 2 개 (아세틸) 내지 22 개의 탄소 원자들을 갖는 아실기가 치환기로서 이용될 수도 있다. 본 명세서에 사용될 수 있는 셀룰로오스 아실레이트와 관련하여, 셀룰로오스 내의 히드록실기의 치환도는 특히 제한되지 않는다. 치환도 (아실화 정도) 는 셀룰로오스 내에서 아세트산 및/또는 C3-C22 지방산이 히드록시(들)로 결합하는 정도를 측정하고 측정된 값(들)을 계산함으로써 획득될 수 있다. 그 측정은, ASTM 의 D-817-91 에 따라서 수행될 수도 있다.
위상차 영역을 구성하는 위상차 필름(들)의 재료로서 이용될 수 있는 셀룰로오스 아실레이트의 치환도는 특히 제한되지 않고, 2.30 내지 3.00 인 것이 바람직하다. 셀룰로오스 아실레이트계 필름의 역 분산성은 치환도를 제어함으로써 또는 JP-A 2009-63983 등에 설명된 임의의 리타데이션 발현제를 제어함으로써 제조될 수도 있다.
셀룰로오스 아실레이트는 셀룰로오스 아세테이트인 것이 바람직하고, 아세틸과 함께 또는 아세틸 대신에 아세틸 이외의 임의의 아실기를 가질 수도 있다. 이들 중에서, 아세틸, 프로피오닐 및 부티릴을 구성하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 아실을 갖는 셀룰로오스 아실레이트가 바람직하고; 아세틸, 프로피오닐 및 부티릴을 구성하는 그룹으로부터 선택된 적어도 두 개를 갖는 셀룰로오스 아실레이트가 더욱 바람직하다. 아세틸 및 프로피오닐 및/또는 부티릴을 갖는 셀룰로오스 아실레이트가 보다 더욱 바람직하고; 1.0 내지 2.97 의 아실의 치환도 및 0.2 내지 2.5 의 프로피오닐 및/또는 부티릴의 치환도를 갖는 셀룰로오스 아실레이트가 가장 바람직하다.
위상차 영역을 구성하는 위상차 필름을 제조하는데 이용되는 셀룰로오스 아실레이트의 질량-평균 중합도 (mass-averaged polymerization degree) 는 200 내지 800 이 바람직하고, 250 내지 550 이 더욱 바람직하다. 위상차 영역을 구성하는 위상차 필름을 제조하는데 이용되는 셀룰로오스 아실레이트의 수-평균 분자량 (number-averaged molecular weight) 은 70000 내지 230000 가 바람직하고, 75000 내지 230000 가 더욱 바람직하고, 78000 내지 120000 가 보다 더욱 바람직하다.
식 (Ia) 을 만족하는 필름을 제조하는데 이용될 수 있는 셀룰로오스 아실레이트(들) 의 예시들은 JP-A 2006-184640 의 [0019] - [0025] 에 기재되는 것들을 포함한다.
위상차 영역의 일부로서 또는 위상차 영역 자체로서 이용되는 셀룰로오스 아실레이트계 필름은, 용액 캐스팅 방법에 따라서 제조되는 것이 바람직하다. 이 방법에서, 셀룰로오스 아실레이트를 유기 용매에 용해함으로써 제조된 용액 (도프) 이 필름을 형성하는데 이용된다. 적어도 하나의 첨가제가 이용되는 경우, 그 첨가제는 도프를 제조하는 동안의 임의의 단계에서 도프에 첨가될 수도 있다.
프론트측 위상차 영역용 셀룰로오스 아실레이트계 필름의 제작시에, 임의의 리타데이션 발현제가 이용되는 것이 바람직하고, 리어측 위상차 영역용 셀룰로오스 아실레이트계 필름의 제작시에, 임의의 리타데이션 발현제가 이용될 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 리타데이션 발현제의 예시들은, 봉상 또는 원반상 화합물 및 포지티브 복굴절성 화합물을 포함한다. 봉상 또는 원반상 화합물의 예시들은 적어도 두 개의 방향족 환들을 갖는 화합물을 포함하고, 리타데이션 발현제로서 이용되는 것이 바람직하다. 봉상 화합물의 양은, 셀룰로오스 아실레이트를 포함하는 폴리머 성분의 100 질량부에 대해 0.1 내지 30 질량부가 바람직하고, 0.5 내지 20 질량부인 것이 더욱 바람직하다. 원반상 화합물의 양은, 셀룰로오스 아실레이트의 100 질량부에 대해 0.05 내지 20 질량부가 바람직하고, 0.1 내지 15 질량부가 더욱 바람직하고, 0.1 내지 10 질량부가 가장 바람직하다.
원반상 화합물은 Rth 리타데이션을 강화하는 관점으로 봉상 화합물 보다 더 우수하고; 특히 높은 Rth 리타데이션이 요구되는 경우, 원반상 화합물이 이용되는 것이 바람직하다. 복수의 유형의 화합물들이 리타데이션 발현제로서 이용될 수도 있다.
리타데이션 발현제는, 250 내지 400 nm의 파장 범위 내에 최대 흡수를 갖는 것이 바람직하고, 가시광 범위 내에서는 실질적으로 흡수를 가지지 않은 것이 바람직하다.
리타데이션 발현제의 예시들은 이하와 같이 화합물 (1) 내지 (3) 을 포함한다.
(1) 원반상 화합물
원반상 화합물이 상세하게 설명된다. 원반상 화합물로서, 적어도 2 개의 방향족 환을 갖는 화합물들이 이용될 수도 있다.
본 명세서에서, 용어 "방향족 환" 은 방향족 탄화수소 환뿐만 아니라 방향족 헤테로 환을 갖는 것을 의미한다. 본 발명에 이용될 수 있는 원반상 화합물의 예시들은 JP-A 2008-181105 의 [0038]-[0046] 에 설명된 것들을 포함한다.
위상차 영역을 구성하는 위상차 필름의 재료로서 이용될 수 있는 원반상 화합물의 예시들은 이하의 식 (I) 으로 나타난 화합물들을 포함한다.
Figure pct00085
식에서, X1 은 단결합, -NR4-, -O- 또는 -S- 을 나타내고; X2 는 단결합, -NR5-, -O- 또는 -S- 을 나타내고; X3 는 단결합, -NR6-, -O- 또는 -S-을 나타낸다. 또한, R1, R2, 및 R3 는, 각각 독립적으로, 알킬기, 알케닐기, 방향족 환기 또는 복소환 잔기를 나타내며: R4, R5 및 R6 는, 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 복소환 잔기를 나타낸다.
식 (I) 으로 나타난 화합물의 바람직한 예시들, I-(1) 내지 IV-(10) 는, 이하에 나타난 것들을 포함하지만 이에 한정하지 않는다.
Figure pct00086
Figure pct00087
Figure pct00088
Figure pct00089
Figure pct00090
Figure pct00091
Figure pct00092
Figure pct00093
Figure pct00094
Figure pct00095
Figure pct00096
(2) 봉상 화합물
본 발명에서, 원반상 화합물 이외에 봉상 화합물, 즉, 직선형 분자 구조를 갖는 화합물이 이용되는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용될 수 있는 봉상 화합물의 예시들은, 예를 들어, JP-A 2007-268898 의 [0053]-[0095] 에 설명된 것들을 포함한다.
(3) 포지티브 복굴절성 화합물
포지티브 복굴절성 화합물은 후술하는 바와 같은 폴리머이다: 폴리머의 일축 배향된 분자들로 형성된 층이 배향 방향을 따라서 들어오는 광에 대해 더 큰 굴절률을 나타내고, 배향 방향에 수직하는 방향에 따라서 들어오는 광에 대해 더 작은 굴절률을 나타내며, 이 경우, 폴리머는 포지티브 복굴절성 폴리머이다.
이러한 포지티브 복굴절성 화합물은 제한되지 않고, 포지티브 복굴절성 화합물의 예시들은, 고유한 포지티브 복굴절성을 갖는 폴리머들 (예를 들어, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드 및 폴리에테르이미드) 를 포함하고; 폴리에테르케톤 및 폴리에스테르계 폴리머들이 바람직하고; 폴리에테르계 폴리머들이 더욱 바람직하다.
폴리에스테르계 폴리머는, C2 -12 지방족 디올, C4 -20 알킬에테르 디올 및 C6 -20 방향족 디올로부터 선택된 적어도 하나의 디올과 C2 -20 지방족 디카르복시산 및 C8 -20 방향족 디카르복실산의 혼합물의 반응을 수행함으로써 제조된다. 필요한 경우, 반응물의 양 말단들은 모노 카르복실산, 모노 알코올 또는 페놀과의 반응을 수행함으로써 봉지 (block) 될 수도 있다. 말단을 봉지하는 것은, 임의의 유리 카르복실산의 오염을 회피하기 위해 수행될 수도 있고, 보존성 안정의 관점에서 바람직하다. 폴리에스테르계 폴리머들을 제조하는데 이용될 수 있는 디카르복실산은 C4-20 지방족 디카르복실산 또는 C8 -20 방향족 디카르복실산인 것이 바람직하다.
이용될 수 있는 바람직한 C2 -20 지방족 디카르복실산의 예시들은, 옥살산, 말론산, 숙신산, 말레인산, 푸마르산, 글루타르산, 아디프산, 피메린산, 수페르산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디카르복실산 및 1,4-시클로헥산 디카르복실산을 포함하는 것이 바람직하다.
C8 -20 방향족 디카르복실산의 예시들은, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,5-나프탈렌 디카르복실산, 1,4-나프탈렌 디크라복실산, 1,8-나프탈렌 디카르복실산, 2,8-나프탈렌 디카르복실산 및 2,6-나프탈렌 디카르복실산을 포함한다.
이러한 지방족 디카르복실산들 중에서, 말론산, 숙신산, 말레인산, 푸마르산, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산 및 1,4-시클로헥산 디카르복실산이 바람직하고; 이러한 방향족 디카르복실산들 중에서, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,5-나프탈렌 디카르복실산 및 1,4-나프탈렌 디카르복실산이 바람직하다. 이들 방향족 디카르복실산들 중에서, 숙신산, 글루타르산 및 아디프산이 특히 바람직하고; 이러한 방향족 디카르복실산들 중에서, 프탈산, 테레프탈산 및 이소프탈산이 특히 바람직하다.
전술한 지방족 디카르복실산과 방향족 카르복실산의 임의의 조합이 이용될 수도 있고, 그 조합은 특히 제한되지 않는다. 그들 중 복수의 종류가 각각 조합될 수도 있다.
포지티브 복굴절성 화합물 내에 이용될 수 있는 디올 또는 방향족 디올은, 예를 들어, C2 -20 지방족 디올, C4 -20 알킬에테르 디올 및 C6 -20 방향족 디올로부터 선택될 수도 있다.
C2 -20 방향족 디올의 예시들은, 알킬 디올 및 지환식 디올, 예를 들어, 에탄 디올, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 (네오펜틸 글리콜), 2,2-디에틸-1,3-프로판디올 (3,3-메틸올 펜탄), 2-n-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 (3,3-메틸올 헵탄), 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 및 1,12-옥타데칸디올을 포함한다. 이러한 글리콜들은 단독으로 또는 다른 것(들)과 조합하여 이용될 수도 있다.
에탄 디올, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산 디올 및 1,4-시클로헥산 디메탄올이 바람직하고; 그리고 에탄 디올, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산 디올 및 1,4-시클로헥산 디메탄올이 특히 바람직하다.
C4 -20 알킬에테르 디올의 바람직한 예시들은, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 폴리에틸렌 에테르 글리콜, 폴리프로필렌 에테르 글리콜 및 임의의 이들의 조합을 포함한다. 평균 중합도는 특히 제한되지 않고, 2 내지 20 이 바람직하고, 2 내지 10 이 더욱 바람직하고, 2 내지 5 가 보다 더욱 바람직하고, 2 내지 4 가 특히 바람직하다. 이러한 화합물의 예시들은, 전형적으로 유용한 시판중인 폴리에테르 글리콜, 예를 들어, 카보왁스 (Carbowax) 레진, 플루로닉스 (Pluronics) 레진, 및 니악스 (Niax) 레진을 포함한다.
그러나, C6 -20 방향족 디올의 예시들은, 제한되지 않고, 비스페놀 A, 1,2-히드록시 벤젠, 1,3-히드록시 벤젠, 1,4-히드록시 벤젠 및 1,4-벤젠 디메탄올을 포함한다. 비스페놀 A, 1,4-히드록시 벤젠 및 1,4-벤젠 디메탄올이 바람직하다.
포지티브 복굴절성 화합물은, 그 말단들이 알킬 또는 아릴기에 의해 봉지된 화합물인 것이 바람직하다. 임의의 소수성 기 (hydrophobic group) 로 말단들을 보호하는 것은, 고온 및 고습의 조건 하에서 시간적 열화를 예방하는데 있어서 효율적이고, 이는 에스테르기의 가수분해를 지연시키는 역할을 할 수도 있기 때문이다.
포지티브 복굴절성 화합물에서 말단 OH 또는 카르복실기를 회피하기 위해, 말단은 모노알코올 잔기 또는 모노카르복실산 잔기로 봉지되는 것이 바람직하다.
모노알코올로서, C1 -30 치환 또는 무치환된 모노알코올들이 바람직하고, 그 예시들은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 펜탄올, 이소펜탄올, 헥산올, 이소헥산올, 시클로헥실 알코올, 옥탄올, 이소옥탄올, 2-에틸헥실 알코올, 노닐 알코올, 이소노닐 알코올, tert-노닐 알코올, 데칸올, 도데칸올, 도데카 헥산올, 도데카 옥탄올, 아릴 알코올 및 올레일 알코올과 같은 지방족 알코올; 및 벤질 알코올 및 3-페닐 알코올과 같은 치환된 알코올을 포함한다.
말단들을 봉지하도록 이용될 수 있는 알코올의 바람직한 예시들은, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 펜탄올, 이소펜탄올, 헥산올, 이소헥산올, 시클로헥실 알코올, 이소옥탄올, 2-에틸헥실 알코올, 이소노닐 알코올, 올레일 알코올 및 벤질 알코올을 포함하고; 그 더욱 바람직한 예시들은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소부탄올, 이소헥실 알코올, 2-에틸헥실 알코올, 이소노닐 알코올 및 벤질 알코올을 포함한다.
모노카르복실산 잔기가 말단들을 봉지하는데 이용되면, 모노카르복실산 잔기로서 이용되는 모노카르복실산은 C1 -30 치환 또는 무치환된 모노카르복실산인 것이 바람직하다. 지방족 모노카르복실산 또는 방향족 모노카르복실산일 수도 있다. 지방족 모노카르복실산의 바람직한 예시들은, 아세트산, 프로피온산, 부탄산, 카프릴산, 카프로산, 데칸산, 도데칸산, 스테아르산 및 올레산을 포함하고; 방향족 모노카르복실산의 바람직한 예시들은 벤조산, p-tert-부틸 벤조산, p-tert-아밀 벤조산, 오르토톨루일산, 메타톨루일산, 파라톨루일산, 디메틸 벤조산, 에틸 벤조산, n-프로필 벤조산, 아미노 벤조산 및 아세톡시 벤조산을 포함한다. 이들 화합물들은 단독으로 이용될 수도 있고, 다른것(들)과 조합하여 이용될 수도 있다.
포지티브 복굴절 화합물은, 임의의 종래 방법, 예를 들어, 말단들을 봉지하기 위한 디카르복실산 성분 및 디올 성분 및/또는 모노카르복실산 또는 모노알코올의 폴리에스테르화, 에스테르교환 또는 열-용융 축합법, 또는 디카르복실산 성분 및 글리콜의 산 클로라이드의 계면 축합법에 따라서 용이하게 합성될 수 있다. 본 발명에서 유용한 중축합 에스테르가 "Plasticizers and their Theory and Applications" (1973년 3월 1일 발행된 제 1 편집본, Miyuki Shobo 저) Koichi Murai 에 상세하게 설명된다. 또한, JP-A 5-155809, 5-155810, 5-197073, 2006-259494, 7-330670, 2006-342227 및 2007-3679 에 설명된 재료들이 이용가능하다.
그러나, 포지티브 복굴절성 화합물의 예시들은 제한되지 않고, 아래에 나타난 것들을 포함한다
Figure pct00097
Figure pct00098
표 2 및 표 3 에서, PA 는 프탈산을 의미하고; TPA 는 테레프탈산을 의미하고; IPA 는 이소프탈산을 의미하고; AA 는 아디프산을 의미하고; SA 는 숙신산을 의미하고; 2,6-NPA 는 2,6?나프탈렌 디카르복실산을 의미하고; 2,8-NPA 는 2,8-나프탈렌 디카르복실산을 의미하고; 1,5-NPA 는 1,5?나프탈렌 디카르복실산을 의미하고; 1,4-NPA 는 1,4?나프탈렌 디카르복실산을 의미하고; 그리고 1,8-NPA 는 1,8-나프탈렌 디카르복실산을 의미한다.
이와 같은 포지티브 복굴절성 화합물의 양은, 셀룰로오스 아실레이트의 l00 질량부에 대해, 1 내지 30 질량부인 것이 바람직하고, 4 내지 25 질량부인 것이 더욱 바람직하고, 10 내지 20 질량부인 것이 특히 바람직하다.
셀룰로오스 아실레이트계 필름을 제조하는데 이용되는 셀룰로오스 아실레이트 용액에는 리타데이션 발현제 이외에 임의의 첨가제가 추가될 수도 있다. 다른 첨가제들의 예시들은, 산화 방지제, 자외선 억제제, 박리 촉진제, 가소제, 파장 분산 조정제, 미립자, 광학 특성 조정제를 포함한다. 이들은 임의의 공지된 첨가제들로부터 선택될 수도 있다.
리어측 또는 프론트측 위상차 영역용 셀룰로오스 아실레이트 용액은, 제조된 필름 또는 건조 속도의 기계적 특성을 개선시키기 위해 임의의 가소제가 첨가될 수도 있다. 본 발명에 이용될 수 있는 가소제의 예시들은 JP-A 2008-181105 의 [0067] 에 설명된 것들을 포함한다.
식 (Ia) 을 만족하는 셀룰로오스 아실레이트계 필름을 제조하기 위해, JP-A 2006-184640 의 [0026]-[0218] 에 설명된 하나 이상의 첨가제들이 이용될 수도 있다. 첨가제의 바람직한 범위는 공보에 설명된 것과 동일하다.
아크릴계 폴리머 필름:
본 명세서에 이용될 수 있는 아크릴계 폴리머 필름은, 주성분으로서 (메타)아크릴산 에스테르의 적어도 하나의 반복 단위를 갖는 아크릴계 폴리머를 포함하는 필름이다. 아크릴계 폴리머의 바람직한 예시들은, (메타)아크릴산 에스테르의 적어도 하나의 반복 단위와 함께, 락톤 환 단위, 무수 말레인산 단위 및 무수 글루타르산으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 단위를 갖는 아크릴계 폴리머를 포함한다. 이러한 아크릴계 폴리머는, JP-A 2008-9378 에 상세하게 설명되고, 여기에 참조될 수 있다.
다른 폴리머로서, 아크릴계 폴리머 필름에는 아크릴계 폴리머가 첨가되는 것이 바람직하고; 이러한 실시형태에서, 이들은 상호보완 시스템에서 작용될 수도 있고, 혼합된 재료들은 임의의 바람직한 특성들을 가질 수도 있다. 셀룰로오스 계 폴리머의 양은, 모든 폴리머의 총량에 대해 약 5 내지 약 40 질량% 인 것이 바람직하다. 통상적으로, 아크릴계 폴리머 필름은 낮은 투습도를 갖기 때문에, 이에 따라, 편광판을 제조한 후에 잔류 수분은 제거되기 어렵다. 한편, 셀룰로오스계 폴리머를 포함하는 아실계 폴리머 필름은 적절한 투습도를 가질 수도 있다. 이러한 아실계 폴리머 필름의 예시들은 표 4 에 설명된 10질량% 의 양만큼 셀룰로오스 아실레이트를 함유하는 필름, 및 30질량% 만큼 셀룰로오스 아실레이트 프로피오네이트 ("CAP482-20" Eastman Chemical 제조) 를 함유하는 필름들을 포함한다.
시클로올레핀계 폴리머 필름:
시클로올레핀계 폴리머 필름을 제조하기 위한 재료들 및 그 재료들을 사용하는 방법에 관해, 세부사항이 본 발명에서 참조될 수 있는 JP-A 2006-293342 의 [0098]-[0193] 에 설명된다. 제 2 위상차 영역을 구성하는 위상차 필름의 예시들은 ARTON (JSR Corporation 제조) 및 ZEONOR (ZEON Corporation 제조) 와 같은 노르보르넨계 폴리머들을 포함한다.
다양한 방법들이, 리어측 또는 프론트측 위상차 영역을 구성하는 위상차 필름을 제조하기 위해 이용될 수도 있다. 예를 들어, 용액 캐스팅 방법, 용융-압출법, 캘린더법 또는 압축 성형법이 이용될 수도 있다. 이들 중에서, 용액 캐스팅 방법 및 용융-압출법이 바람직하다. 제 2 위상차 영역을 구성하는 위상차 필름이 성형 이후에 연신 처리를 수행함으로써 제조된 필름일 수도 있다. 필름을 연신하는 것은, 단축 또는 이축 연신 방법에 따라서 수행될 수도 있다. 동시에 또는 연속적으로-이축 연신하는 것이 바람직하다. 높은 광학적 이방성을 달성하기 위해, 필름에는 높은 연신 배율로 연신 처리가 수행되어야만 한다. 예를 들어, 필름은 폭 방향 및 길이 방향 (머신 방향) 모드에서 연신 처리가 수행되는 것이 바람직하다. 연신 배율은 3 내지 100% 인 것이 바람직하다. 연신 처리는 텐터를 이용함으로써 수행될 수도 있다. 또한, 종방향 연신 처리는 롤들 사이에서 수행될 수도 있다.
리어측 또는 프론트측 위상차 영역을 구성하는 위상차 필름은 원하는 배향 상태로 고정된 액정 조성물로 형성된 층일 수도 있고, 또는, 층 그리고 층을 지지하는 폴리머 필름을 포함하는 적층체일 수도 있다. 후자의 실시형태에서, 폴리머 필름은 편광자의 보호 필름으로서 이용될 수도 있다. 프론트측 위상차 영역을 구성하는 위상차 필름을 제조하는데 이용될 수 있는 액정의 예시들은 봉상 액정, 원반상 액정 및 콜레스테릭 액정을 포함한다.
용매 캐스트 방법으로서, 공용매 캐스트 방법, 용액 연속-캐스팅 방법 및 코팅 방법과 같은 용액 적층-캐스팅 방법이 이용될 수도 있다. 공용매 캐스트 방법 또는 연속-용매 방법을 이용하는 것은, 층들을 각각 형성하기 위한 복수의 셀룰로오스 아실레이트 용액 (도프) 이 제조된다. 용액 공-캐스팅 법 (동시 다수층 캐스팅) 에 따르면, 복수의 층들 (예를 들어, 3 개 이상의 층들) 의 각각의 층에 대한 각각의 도프가, 캐스팅용 전달 밸브 (기저; geeser) 를 이용함으로써 캐스팅-지지체 (예를 들어, 밴드 또는 드럼) 상에 각각의 슬릿으로부터 동시에 압출되고, 그 후, 적절한 시간에 지지체로부터 박리되며, 그 후, 건조되어 필름을 형성한다.
용액 연속-캐스팅 방법에 따르면, 먼저, 제 1 층의 도프가 지지체 상에서 캐스팅되기 위해 캐스팅을 위한 전달 밸브 (기저) 로부터 압출되고; 건조된 후 또는 건조되지 않고, 제 2 층에 대한 도프가 제 1 층 상에서 캐스팅되기 위해 캐스팅용 전달 밸브 (기저) 로부터 압출된다. 필요에 따라, 3 개 이상의 도프들이 이러한 방식으로 연속적으로 캐스팅되고 적층되며, 그 후, 적절한 시간에 지지체로부터 제거되어, 건조되고 필름을 형성한다.
코팅법에 따르면, 일반적으로, 용액 캐스팅법에 따라서 코어층이 제조된다. 그 후, 제조된 코팅액이 적절한 장치를 이용함으로써 각각 또는 동시에 코어층의 표면들에 도포되고, 건조되어 적층된 필름을 형성한다.
코너-측에서의 불균형을 감소시키기 위해, 필름에 가해지는 외부의 힘에 의해 야기된 위상차 필름의 변형을 감소시킬 필요가 있다. 제 2 위상차 영역을 구성하는 리어측에 배치된 위상차 필름의 두께는, 코너측에서의 불균형을 감소시키고 생산성을 개선하는 관점에서, 20 마이크로미터 이상 200 마이크로미터 이하인 것이 바람직하다. 코너측에서의 불균형과 관련된 세부사항들이 JP-A 2009-69720 에 설명된다.
2. 편광자
프론트측 또는 리어측에 배치되는 편광자는 제한되지 않는다. 임의의 보통의 선형 편광 필름이 이용될 수 있다. 선형 편광 필름은, OptIVa Inc. 의 제품으로 나타난 것과 같은 코팅된 편광 필름, 또는 바인더 및 요오드 또는 이색성 염료에 의해 형성된 편광 필름인 것이 바람직하다. 선형 편광 필름에서, 요오드 또는 이색성 염료는 편광성능을 발현하기 위해 바인더 내에 배향된다. 요오드 또는 이색성 염료는 바인더 분자를 따라서 배향되거나 또는 액정 내에서와 같이 자동-텍스쳐링에 의해 배향되는 것이 바람직하다. 현재 시판되는 폴러라이저는 연신된 폴리머 필름을 배쓰내에서 요오드 또는 이색성 염료의 용액에 침지시키고, 이에 따라 요오드 또는 이색성 염료를 바인더에 침투시킴으로써 일반적으로 제조된다.
3. 보호 필름
프론트측 또는 리어측 편광자의 양 표면들에, 보호 필름이 결합되는 것이 바람직하다. 액정셀 측에 배치된 보호 필름들 각각은 리어측 또는 프론트측 위상차 영역들의 일부를 구성하고, 전자는 전술한 식 (I) 을 만족하도록 요구된다. 후자는 프론트측 위상차 영역의 일부를 구성하고, 몇몇 실시형태들에서, 광학적 특성을 발현하도록 요구되며, 이는 단독으로 또는 다른 층(들) 과 조합하여 시야각 CR 을 개선시키는데 기여할 수 있다.
프론트측 또는 리어측 편광자의 외부에 배치된 보호 필름은 특별히 제한되지 않는다. 임의의 폴리머 필름들이 이용될 수도 있다. 필름의 예시들은, 제 1 위상차 영역을 구성하는 위상차 필름의 예시들로서 앞서 예시된 것과 동일하다. 예를 들어, 셀룰로오스 아실레이트 (예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트 및 셀룰로오스 부티레이트), 폴리올레핀 (예를 들어, 노르보르넨계 폴리머, 및 폴리프로필렌), 폴리(메타)아크릴산 에스테르 (예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트), 폴리카보네이트, 폴리에스테르 또는 폴리술폰을 주성분으로서 함유하는 필름들이 예시된다. 또한, 시판되는 폴리머 필름들 (예를 들어, 셀룰로오스 아실레이트 필름과 관련하여, "TD80UL" (FUJIFILM 제조), 그리고 노르보르넨계 폴리머 필름과 관련하여, ARTON (JSR 제조) 그리고 ZEONOR (NIPPON ZEON 제조)) 이 이용될 수 있다.
4. 액정 표시 장치를 제조하는 프로세스
본 발명은, 프론트측 편광자, 리어측 편광자, 프론트측 편광자와 리어측 편광자 사이에 배치된 액정셀, 액정셀과 프론트측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 프론트측 위상차 영역, 및 액정셀과 리어측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 리어측 위상차 영역을 포함하는 액정 표시 장치를 제조하는 프로세스에 관한 것이며, 그 프로세스는:
액정층 및 상기 액정층을 그 사이에서 홀딩하기 위한 한 쌍의 프론트측 기판 및 리어측 기판을 포함하는 액정셀을 제조하는 제 1 단계로서, 상기 프론트측 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재들의 산란 세기 (이하, "프론트 부재 산란 세기" 로서 지칭됨) 는 이하의 식 (0) 을 만족하는, 상기 제 1 단계,
(0) 프론트 부재 산란 세기 ≤ 1/38000;
상기 제 1 단계에서 제조된 상기 액정셀의 상기 프론트 부재 산란 세기와 상기 리어측 기판 및 상기 리어측 기판상에 형성된 모든 부품들의 산란 세기 (이하, "리어 부재 산란 세기"로 지칭됨) 를 비교하는 제 2 단계;
상기 제 1 단계에서 제조된 상기 액정셀의 흑 상태 시의 Δnd(λ) 의 보상에 필요한, 파장 λ 에서 두께 방향 리타데이션 Rth0(λ) 을 결정하기 위한 제 3 단계 (여기서, d 는 상기 액정층의 두께 (nm) 를 의미하고, Δn(λ) 는 상기 액정층의 가시광 파장 λ nm 에서의 굴절률 이방성 (refractivity anisotropy) 을 의미하고, Δnd(λ) 는 Δn(λ) 와 d 의 곱을 의미한다); 및
상기 제 2 단계에서 획득된 상기 리어 부재 산란 세기와 상기 프론트 부재 산란 세기 사이의 대소 관계에 기초하여, 상기 액정셀의 상기 흑 상태 시의 시야각 보상에 필요한 Rth0(λ) 의 값을 상기 프론트측 위상차 영역의 파장 λ 에서 두께 방향 리타데이션으로 그리고 상기 리어측 위상차 영역 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 으로 각각 분배하는 제 4 단계를 포함하는, 프로세스.
프론트 부재 산란 세기에 대한 계산 방법 및 리어 부재 산란 세기에 대한 계산 방법이 앞서 설명된다. 파장 (λ) 은 가시광 영역에서 임의의 하나일 수도 있지만, 일반적으로, 중심 파장 550nm 이다.
본 발명의 프로세스에 따르면, 적절한 시야각 보상을 달성하고 개선된 정몇 CR 을 확보하는 액정 표시 장치가 제공된다. 본 발명자는, 지금까지, 액정셀 내부에서 산란에 기초하여 시야각 보상에 이용된 위상차 필름의 위상차를 결정하는 기술적 아이디어는 본 발명자에게 현재 알려져 있지 않다.
제 2 단계는, 이하의 관계식 (1) 및 (2) 가 만족되도록 결정하기 위해 수행될 수도 있고:
(1) 리어 부재 산란 세기 > 프론트 부재 산란 세기,
(2) 리어 부재 산란 세기 < 프론트 부재 산란 세기.
그 결과에 따라서, 상기 제 4 단계에서는,
상기 관계식 (1) 을 만족하면, Rth0(λ) 는, Rthfront(λ) > Rthrear(λ) 의 관계를 만족하는 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 로 분배되고,
상기 관계식 (2) 을 만족하면, Rth0(λ) 는, Rthfront(λ) < Rthrear(λ) 의 관계를 만족하는 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 로 분배된다.
구체적으로, 제 4 단계에서, 제 2 단계에서 결정된 결과에 기초하여, 하나의 위상차 필름 단독으로 또는 2 개 이상의 위상차 필름들이 조합되어 배치되어 Rthfront(λ) > Rthrear(λ) 또는 Rthfront(λ) < Rthrear(λ) 을 만족하도록 리어측 위상차 영역 또는 프론트측 위상차 영역을 구성한다.
리어측 위상차 영역 또는 프론트측 위상차 영역을 구성하기 위해 하나 이상의 위상차 필름들이 시판중인 제품들로부터 선택될 수도 있고, 또는 전술한 방법에 따라서 제조될 수도 있다.
실시예
본 발명은, 이하의 실시예들을 참조하여 더욱 구체적으로 설명된다. 이하의 실시예들에서, 이용된 재료의, 시약 및 물질의 양, 그 비율, 서로와의 동작 등은 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않고 적절하게 변형 또는 변경될 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되지 않아야만 한다.
1. 필름들의 제조 방법
(1) 필름 1 의 제조:
시판되는 셀룰로오스 아실레이트 필름, "Z-TAC" (상품명, 후지 필름 제조) 가 준비되었고, 이는 필름 1 로서 이용되었다.
(2) 필름 2 의 제조:
연신 필름 (보호 필름 A) 이 JP-A 2007-127893 의 [0223] 내지 [0226] 의 설명에 따라서 제조되었다. 특허 공보의 [0232] 에서의 설명에 따르면 접착 용이층 코팅 조성물 P-2 이 제조되었고, 그 조성물은 특허 공보의 [0246] 에 설명된 방법에 따라서 연신 필름, 보호 필름 A 의 표면에 도포되어, 이에 따라, 그 상부에 접착 용이층이 형성된다. 필름은 필름 2 로서 이용되었다.
(3) 필름 3 의 제조:
시판중인 노르보르넨 폴리머 필름 "ZEONOR ZF14-060" (Optes 제조) 의 표면에, 고체 상태의 코로나 방전기 6KVA (Pillar 제조) 를 이용하여 코로나 방전 처리를 실시했다. 이는 필름 3 으로서 사용되었다. 이 필름의 두께는, 60㎛ 였다.
(4) 필름 4 의 제조:
시판중인 시클로올레핀 폴리머 필름 "ARTON FLZR50" (JSR 제조) 의 표면에, 코로나 방전 처리를 실시했다. 이는 필름 4 로서 사용되었다. 이 필름의 두께는, 50㎛ 였다.
(5) 필름 5 의 제조:
시판중인 셀룰로오스 아실레이트 필름 "Fujitac TD80UL" (상표명, FUJIFILM 제조) 가 제조되었고, 이는 필름 5 로서 사용되었다.
(6) 필름 6 의 제조:
(저치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액)
이하의 성분들이 혼합 탱크에 투입되어 가열하에서 그 성분들을 용해하도록 교반하여, 이에 따라, 저치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액을 제조하였다.
2.43 의 치환도를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 100.0 질량부
리타데이션 발현제 (2) 19.0 질량부
메틸렌 클로라이드 367.1 질량부
메탄올 54.8 질량부
리타데이션 발현제 (2) 의 조성은 이하의 표에 나타난다. 이하의 표에서, EG 는 에틸렌 글리콜을 의미하고, PG 는 프로필렌 글리콜을 의미하고, BG 는 부틸렌 글리콜을 의미하고, TPA 는 테레프탈산을 의미하고, PA 는 프탈산을 의미하고, AA 는 아디프산을 의미하고, SA 는 숙신산을 의미한다. 리타데이션 발현제 (2) 는, 비인산염 화합물이고, 리타데이션 발현제로서 기능하는 화합물이다. 리타데이션 발현제 (2) 의 말단은 아세틸기로 봉지된다.
Figure pct00099
(고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액)
이하의 성분들이 혼합 탱크에 투입되어 가열하에서 그 성분들을 용해하도록 교반하여, 이에 따라, 고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액을 제조하였다.
2.79 의 치환도를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 100 질량부
리타데이션 발현제 (2) 19.0 질량부
16nm 의 평균 입자 크기를 갖는 실리카 입자 (Aerosil R972, Nippon Aerosil 제조) 0.15질량부
메틸렌 클로라이드 422.0질량부
메탄올 63.0질량부
(셀룰로오스 아실레이트 샘플의 제조)
2 개의 셀룰로오스 아실레이트 용액들이 밴드상에 캐스팅되어, 그 위에 저치환도층용 셀룰로오스 아실레이트 용액으로부터 51㎛ 의 두께를 갖는 코어층을 형성하고 그리고 고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액으로부터 2㎛ 의 두께를 각각 갖는 스킨층 A 및 스킨층 B 을 형성하였다. 이렇게 형성된 필름은 밴드로부터 박리되어, 클리핑하고, 잔류 용매량이 필름의 총 질량 대비 20% 인 상태에서 텐터를 이용하여 140℃ 의 온도에서 횡방향으로 8% 만큼 연신하였다. 다음으로, 필름이 언클리핑되고, 20 분 동안 130℃ 에서 건조되며, 텐터를 이용하여 180℃ 의 연신 온도에서 24% 만큼 횡방향으로 더 연신되어, 55㎛ 의 두께를 갖는 필름을 제조하였다. 이는 필름 6 으로서 사용되었다.
(7) 필름 7 의 제조:
56㎛ 의 두께를 갖는 셀룰로오스 아실레이트 필름이 필름 6 과 동일한 방법으로 제조되었지만, 코어층의 두께는 51㎛ 에서 52㎛ 로 변경되었고, 횡방향 연신에서 연신 온도는 180℃ 에서 176℃ 로 변경되었다. 이는 필름 7 로서 사용되었다.
(8) 필름 8 의 제조:
60㎛ 의 두께를 갖는 셀룰로오스 아실레이트 필름이 필름 6 과 동일한 방법으로 제조되었지만, 코어층의 두께는 51㎛ 에서 56㎛ 로 변경되었고, 횡방향 연신에서 연신 배율은 24% 에서 21% 로 변경되었다. 이는 필름 8 로서 사용되었다.
(9) 필름 9 의 제조:
(저치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액)
이하의 성분들이 혼합 탱크에 투입되어 가열하에서 그 성분들을 용해하도록 교반하여, 이에 따라, 저치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액을 제조하였다.
2.43 의 치환도를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 100질량부
리타데이션 발현제 (2) 17.0질량부
메틸렌 클로라이드 361.8질량부
메탄올 54.1질량부
(고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액)
이하의 성분들이 혼합 탱크에 투입되어 가열하에서 그 성분들을 용해하도록 교반하여, 이에 따라, 고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액을 제조하였다.
2.79 의 치환도를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 100질량부
리타데이션 발현제 (2) 11.0질량부
16nm 의 평균 입자 크기를 갖는 실리카 입자 (Aerosil R972, Nippon Aerosil 제조) 0.15질량부
메틸렌 클로라이드 395.0질량부
메탄올 59.0질량부
(셀룰로오스 아실레이트 샘플의 제조)
2 개의 셀룰로오스 아실레이트 용액들이 밴드상에 캐스팅되어, 그 위에 저치환도층용 셀룰로오스 아실레이트 용액으로부터 114㎛ 의 두께를 갖는 코어층을 형성하고 그리고 고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액으로부터 2㎛ 의 두께를 각각 갖는 스킨층 A 및 스킨층 B 을 형성하였다. 이렇게 형성된 필름은 밴드로부터 박리되어, 클리핑하고, 잔류 용매량이 필름의 총량 대비 20% 인 상태에서 텐터를 이용하여 170℃ 의 온도에서 반송되었다. 그 후, 필름이 언클리핑되고, 20 분 동안 130℃ 에서 건조되며, 텐터를 이용하여 180℃ 의 연신 온도에서 23% 만큼 횡방향으로 연신되었다. 이는 필름 9 으로서 사용되었다.
필름 9 의 제조는, 필름 12 의 제조시에 발생하는 문제 (건조 단계에서의 고온 처리시의 발연, 휘산한 유분이 머신의 일부에 부착되어 동작 실패를 야기하거나 또는 필름에 부착되어 필름의 표면 불량을 야기하는 문제들) 가 발생하지 않았다.
이는, 필름 9 의 제조에 이용된 리타데이션 발현제 (2) 가 가소제로서 기능 하기 때문이고, 이에 따라, 필름 9 의 제조가 필름 12 의 제조시에서와 같이 저분자량 가소제 TPP 및 BDP 의 존재를 요구하지 않기 때문이다.
따라서, 리타데이션 발현제 (2) 와 같은 포지티브 복굴절성을 갖는 화합물의 이용은 전술한 문제를 해결하고, 이에 따라, 포지티브 복굴절성을 갖는 화합물은 필름 제조를 위해 바람직한 리타데이션이다.
(10) 필름 10 의 제조:
셀룰로오스 아실레이트 프로피오네이트 "CAP482-20" (Eastman Chemical 제조, 0.2 의 아세틸 치환도 및 2.4 의 프로피오닐 치환도를 가짐) 가 제조되었다. 가소제, 1,4?페닐렌-테트라페닐 포스페이트 (8질량%), 및 열화 방지제 (산화방지제), "IRGANOX-1010" (Ciba Specialty Chemicals 제조) (0.5질량%) 가 첨가되고, 텀블러 혼합기를 이용하여 30 분간 혼합되었다. 그 결과로 얻어진 혼합물은 제습 열풍식 건조기 (Matsui Seisaku-sho 제조의 "DMZ2") 를 이용하여 150℃ 의 열풍 온도에서 그리고 -36℃ 의 이슬점에서 건조되었다. 다음으로, 그 혼합물은 이중-스크류 압출기 (Technovel 제조) 에 공급되고; 연속식 피더를 통해서 그 압출기의 중간부에 제공된 추가적인 호퍼구 (hopper port) 를 통해서 그 쓰루풋 흐름이 0.05% 일 수 있도록, 매트제 "AEROSIL 200V" (Nippon Aerosil 제조의 0.016-㎛ 실리카 미립자) 를 첨가하여, 여기에, UV 흡수제 "TINUVIN 360" (Ciba Specialty Chemicals 제조) 를 그 쓰루풋의 흐름이 0.5% 일 수 있도록 동일한 호퍼구를 통해서 첨가함과 함께 혼합물은 용융-압출되었다. 이렇게 용융-압출되어 형성된 필름은 180㎛ 의 두께를 가졌다.
그 필름은 MD 에서 1.1 배 그리고 TD 에서 2.2 배만큼 142℃ 온도에서 이축 연신되었다. 이는, 필름 10 으로서 사용되었다. 필름의 두께는 74㎛ 였다.
이 실시예에서, 셀룰로오스 아실레이트 프로피오네이트 (CAP) 로부터 시작하는 필름은 용융 압출법에 따라서 제조되었지만; 본 발명자는, 말할 필요도 없이, 동일한 특성을 갖는 필름들이 용액 캐스팅법에 따라서 제조될 수 있고, 이들이 동일한 효과를 나타냈다는 것을 확인하였다 (그러나, 도프 제조시에 CAP 의 용액을 고려하여, 1.6 의 아세틸 치환도 및 0.9 의 프로피오닐 치환도를 갖는 CAP 가 시작 재료로서 이용되었다).
(11) 필름 11 의 제조:
Toshiba 의 액정 패널 "32C7000" 에 탑재된 노르보르넨 필름이 박리되었고, 접착 용이층이 그 필름 위에 형성되었다. 이는 필름 11 로서 사용되었다. 필름의 두께는 70㎛ 였다.
(12) 필름 12 의 제조:
이하의 표에 나타난 아실기 및 아실 치환도를 갖는 셀룰로오스 아실레이트가 제조되었다. 구체적으로, 촉매, 황산 (셀룰로오스의 100질량부 대비 7.8 질량부의 양) 이 셀룰로오스에 첨가되었고, 그 후, 아실기를 제공하기 위해 카르복실산이 여기에 첨가되었고, 그 셀룰로오스는 40℃ 에서 아실화되었다. 여기서, 카르복실산의 종류 및 양이 변경되어 이에 따라 아실기의 종류 및 아실기를 이용한 치환도를 변경 및 제어하였다. 아실화 이후에, 그 제조물은 40℃ 에서 숙성되었다. 저분자 성분이 아세톤으로 세정함으로써 셀룰로오스 아실레이트로부터 제거되었다. 표에서, Ac 는 아세틸기를 의미하고, CTA 는 셀룰로오스 트리아세테이트 (아실기가 모든 아세테이트기들인 셀룰로오스 에스테르 유도체) 를 의미한다.
(셀룰로오스 아실레이트 용액)
이하의 성분들이 혼합 탱크에 투입되어 가열하에서 그 성분들을 용해하도록 교반하였다. 약 10 분 동안 90℃ 에서 가열한 후, 34㎛ 의 평균 기공 크기를 갖는 페이퍼 필터 및 10㎛ 의 평균 기공 크기를 갖는 소결 금속 필터를 통해서 필터링되었다.
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셀룰로오스 아실레이트 용액
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이하의 표에 나타난 CTA 100.0질량부
트리페닐 포스페이트 (TPP) 7.8질량부
비페닐디페닐 포스페이트 (BDP) 3.9질량부
메틸렌 클로라이드 403.0질량부
메탄올 60.2질량부
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(매트제 분산액)
전술한 방법에 따라서 제조된 셀룰로오스 아실레이트 용액을 포함하는 이하의 조성물이 디스펜서에 투입되고, 분산되어 매트제 분산액을 제조하였다.
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매트제 분산액
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16nm 의 평균 입자 크기를 갖는 실리카 입자 (Aerosil R972, Nippon Aerosil 제조) 2.0질량부
메틸렌 클로라이드 72.4질량부
메탄올 10.8질량부
셀룰로오스 아실레이트 용액 10.3질량부
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(첨가제 용액)
전술한 방법에 따라서 제조된 셀룰로오스 아실레이트 용액을 포함하는 이하의 조성물이 혼합 탱크에 투입되어, 가열하에서 교반시킴으로써 용해되어 첨가제 용액을 제조하였다.
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첨가제 용액
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리타데이션 발현제 (1) 20.0질량부
메틸렌 클로라이드 58.3질량부
메탄올 8.7질량부
셀룰로오스 아실레이트 용액 12.8질량부
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셀룰로오스 아실레이트 용액의 100질량부, 매트제 분산액의 1.35질량부, 및 형성되는 셀룰로오스 아실레이트 필름 내의 리타데이션 발현제 (1) 의 양이 10 질량부가 되는 양으로 첨가제 용액을 혼합하여 필름 형성 (film formation) 용 도프를 제조하였다. 첨가제의 양은 셀룰로오스 아실레이트 양의 100 질량부에 비례하는 질량이다.
이하의 표에서 첨가제 및 가소제의 약어는 이하와 같다:
CTA: 트리아세틸 셀룰로오스
TPP: 트리페닐 포스페이트
BDP: 비페닐디페닐 포스페이트
Figure pct00100
밴드 캐스터를 이용하여, 전술한 도프가 캐스팅되었다. 이하의 표에서 나타난 잔류 용매량을 갖는 필름은 밴드로부터 박리되었고, 박리에서 텐터까지의 섹션에서, 이하의 표에 나타난 연신 배율로 머신 방향에서 연신되었고, 그 후, 텐터를 이용하여, 이하의 표에 나타난 연신 배욜로 횡방향으로 연신하였다. 횡방향 연신 직후에, 필름은 이하의 표에 나타난 배율로 횡방향에서 수축(완화)되었고, 다음으로, 필름이 텐터로부터 제거되었다. 이 프로세스는 셀룰로오스 아실레이트 필름을 제공했다. 텐터로부터 제거된 필름내의 잔류 용매량은 이하의 표에서와 같다. 필름의 양 에지가 필름을 2000mm 의 폭을 갖게 하기 위해 권취 구역 바로 앞에서 트리밍되었고, 그 필름은 4000m 의 길이를 갖는 롤 필름으로 권취되었다. 연신 시의 연신 배율은 이하의 표에 나타난다.
Figure pct00101
이에 따라 제조된 셀룰로오스 아실레이트 필름을 필름 12 로서 사용되었다.
(13) 필름 13 의 제조:
(저치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액)
이하의 성분들이 혼합 탱크에 투입되어 가열하에서 그 성분들을 용해하도록 교반하였고, 이에 따라, 저치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액이 제조되었다.
2.43 의 치환도를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 100.0질량부
리타데이션 발현제 (1) 4.0질량부
리타데이션 발현제 (2) 10.0질량부
메틸렌 클로라이드 351.5질량부
메탄올 52.5질량부
(고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액)
이하의 성분들이 혼합 탱크에 투입되어 가열하에서 그 성분들을 용해하도록 교반하였고, 이에 따라, 고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액이 제조되었다.
2.79 의 치환도를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 100.0질량부
리타데이션 발현제 (2) 11.0질량부
16nm 의 평균 입자 크기를 갖는 실리카 입자 (Aerosil R972, Nippon Aerosil 제조) 0.15질량부
메틸렌 클로라이드 395.0질량부
메탄올 59.0질량부
(셀룰로오스 아실레이트 샘플의 제조)
2 개의 셀룰로오스 아실레이트 용액들이 밴드상에 캐스팅되어, 그 위에 저치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액으로부터 82㎛ 의 두께를 갖는 코어층을 형성하고 그리고 고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액으로부터 2㎛ 의 두께를 각각 갖는 스킨층 A 및 스킨층 B 을 형성하였다. 이렇게 형성된 필름은 밴드로부터 박리되어, 클리핑하고, 잔류 용매량이 필름의 총량 대비 20% 인 상태에서 텐터를 이용하여 180℃ 의 온도에서 18% 만큼 횡방향으로 연신하였다. 그 후, 필름이 언클리핑되고, 20 분 동안 130℃ 에서 건조되어 필름을 제조하였다. 이는 필름 13 으로서 사용되었다.
(14) 필름 14 의 제조:
<시클릭 폴리올레핀 폴리머 P-1 의 제조>
순수 톨루엔 100 질량부 및 메틸 노르보르넨카르복실레이트 100 질량부를 반응기에 투입했다. 다음으로, 톨루엔 내에서 용해된 Ni 에틸헥사노에이트의 25mmol% (대 모노머), 트리(펜타플루오로페닐)붕소의 0.225mo1% (대 모노머) 및 톨루엔 내에서 용해된 트리에틸알루미늄의 0.25mo1% (대 모노머) 를 반응기에 투입하였다. 이들은 실온에서 교반을 통해서 18 시간 동안 반응하였다. 반응이후에, 반응 혼합물이 과잉 에탄올 안에 투입되었고, 폴리머 침전물이 그 내부에서 형성되었다. 침전물이 정제되었고, 이렇게 획득된 시클릭올레핀 폴리머 (P-1) 가 24 시간 동안 65℃ 에서 진공상태에서 건조되었다.
얻어진 폴리머는 테트라히드로푸란에서 용해되고, 그 분자량은 겔 침투 크로마토그래피를 통해서 측정되었다. 폴리스티렌 환산 폴리머의 수평균 분자량은 79,000 였고, 그 중량 평균 분자량은 205,000 였다. 아베 굴절계를 이용하여, 이렇게 획득된 폴리머의 굴절률이 측정되었고 이는 1.52 였다.
(폴리올레핀 도프 D-1)
시클릭 폴리올레핀 폴리머 P-1 150질량부
첨가제, 폴리메틸 아크릴레이트 (약 1000 의 중량 평균 분자량을 갖는 Soken Chemical 제조의 "Actflow UMM1001") 7.5질량부
산화방지제, Ciba Specialty Chemicals 제조의 "Irganox 1010"
0.45질량부
디클로로메탄 620질량부
전술한 조성물이 혼합 탱크에 투입되고, 교반되어 그 성분을 용해하였고, 그 결과로 얻어진 용액은, 34㎛ 의 평균 기공 크기를 갖는 페이퍼 필터 및 10㎛ 의 평균 기공 크기를 갖는 소결 금속 필터를 통해서 필터링되어, 이에 따라 시클릭 폴리올레핀 도프 D-1 을 제조하였다. 도프는 밴드 캐스터 상에서 캐스팅되었다. 약 30질량부의 잔류 용매를 갖는 필름이 밴드로부터 박리되고, 텐터를 이용하여, 이는 여기에 가해진 140℃ 의 뜨거운 공기로 건조되었다. 그 이후에, 텐터 트랜스퍼는 롤 트랜스퍼로 변경하였고, 필름은 120℃ 내지 140℃ 에서 더 건조되어 권취되었다. 이는, 필름 14 으로서 사용되었다. 필름은 80㎛ 의 두께를 가졌다.
(15) 필름 15 의 제조:
셀룰로오스 아세테이트 벤조에이트 15A 가 JP-A 2008-95027 에 설명된 비교 화합물 C-3 용으로 제조 방법에 따라서 제조되었지만, 이 방법에서 중간체 2 로서 이용된 4-메톡시신남산 클로라이드는 벤조일 클로라이드로 변경되었다.
<셀룰로오스 아실레이트 용액의 제조>
이하의 성분들이 혼합 탱크로 투입되고, 가열 하에서 교반되어 그 성분들이 용해되었고, 이에 따라, 셀룰로오스 아실레이트 용액을 함유하는 용액이 제조되었다.
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셀룰로오스 아실레이트 용액
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셀룰로오스 아세테이트 벤조에에트 15A 100.0질량부
메틸렌 클로라이드 403.0질량부
메탄올 60.2질량부
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이렇게 제조된 셀룰로오스 아실레이트 용액은 즉시 밴드 캐스터 상에서 캐스팅되었다. 약 30질량% 의 잔류 용매량을 갖는 필름이 박리되었고, 텐터를 이용하여, 이는 여기에 가해진 160℃ 에서 뜨거운 공기로 건조되었다.
또한, 필름은 그 에지를 고정시킨 채로 160℃ 에서 1.5 배로 단축 연신하였다. 이는 필름 15 로써 사용되었다. 필름의 두께는 55㎛ 였다.
(16) 필름 16 의 제조:
34㎛ 의 두께를 갖는 필름이 JP-A 2009-63983 에 설명된 필름 샘플 201 과 동일한 방법에 따라서 제조되었다. 이는 필름 16 으로서 사용되었다.
(17) 필름 17 의 제조:
시판중인 노르보르넨계 폴리머 필름 "ZEONOR ZF14-100" (Optes 제조) 가, 에지를 고정시킨 채로 153℃ 의 온도에서 MD 로 1.5배, TD 로 1.5배로 이축 연신하였고, 다음으로, 그 표면에 코로나 방전 처리를 실시하였다. 그 필름은 필름 17 로서 사용되었다. 이 필름의 두께는, 45㎛ 였다.
(18) 필름 18 의 제조:
(저치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액)
이하의 성분들이 혼합 탱크로 투입되고, 가열 하에서 교반되어 그 성분들이 용해되었고, 이에 따라, 저치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액을 제조하였다.
2.43 의 치환도를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 100.0질량부
리타데이션 발현제 (2) 18.5질량부
메틸렌 클로라이드 365.5질량부
메탄올 54.6질량부
(고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액)
이하의 성분들이 혼합 탱크로 투입되고, 교반되어 그 성분들이 용해되었고, 이에 따라, 고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액을 제조하였다.
2.79 의 치환도를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 100.0질량부
리타데이션 발현제 (2) 11.0질량부
16nm 의 평균 입자 크기를 갖는 실리카 입자 (Aerosil R972, Nippon Aerosil 제조) 0.15질량부
메틸렌 클로라이드 395.0질량부
메탄올 59.0질량부
(셀룰로오스 아실레이트 샘플의 제조)
2 개의 셀룰로오스 아실레이트 용액들이 밴드상에 캐스팅되어, 그 위에 저치환도 층 용 셀룰로오스 아실레이트 용액으로부터 38㎛ 의 두께를 갖는 코어층을 형성하고 그리고 고치환도 층용 셀룰로오스 아실레이트 용액으로부터 2㎛ 의 두께를 각각 갖는 스킨층 A 및 스킨층 B 을 형성하였다. 이렇게 형성된 필름은 밴드로부터 박리되고, 잔류 용매량은 필름의 총량 대비 20% 인 상태에서, 200℃ 의 온도에서 30 분 동안 건조된 후, 130℃ 의 온도에서 20 분 동안 건조되어 필름을 제조하였다. 그리고, 이는 필름 18 으로서 사용되었다.
(19) 필름 19 의 제조:
63μμ 의 두께를 갖는 셀룰로오스 아실레이트 필름이 필름 6 과 동일한 방법으로 제조되었지만, 코어층의 두께는 51㎛ 에서 59㎛ 로 변경되었고, 횡방향 연신시의 연신 배율은 24% 에서 21% 로 변경되었다. 이는 필름 19 로서 사용되었다.
(20) 필름 20 의 제조:
필름 20 은 JP-A 2008-138015 에 설명된 필름 샘플 225 와 동일한 방법에 따라서 제조되었지만, 연신시의 연신 배율은 20% 로 변경되었다.
(21) 필름 21 의 제조:
필름 21 은 JP-A 2007-197508 에 설명된 필름 샘플 204 를 30% 의 연신 배율로 연신함으로써 제조되었다.
(22) 필름 22 의 제조:
필름 22 은 JP-A 2008-266559 에 설명된 필름 샘플 S-5 와 동일한 방법에 따라서 제조되었지만, 연신시의 연신 배율은 35% 로 변경되었다.
(23) 필름 23 의 제조:
필름 23 은 JP-A 2009-298950 에 설명된 필름 샘플 SA-3 와 동일한 방법에 따라서 제조되었다.
(24) 필름 24 의 제조:
필름 24 는 JP-A 2008-138015 에 설명된 필름 샘플 230 와 동일한 방법에 따라서 제조되었지만, 연신시의 연신 배율은 20% 로 변경되었다.
(25) 필름 25 의 제조:
필름 25 은 JP-A 2008-189732 에 설명된 필름 샘플 009 와 동일한 방법에 따라서 제조되었다.
(26) 필름 26 의 제조:
셀룰로오스 아실레이트 필름이 필름 9 와 동일한 방법에 따라서 제조되었지만, 코어층의 두께가 110㎛ 이 되도록 도프가 캐스팅되고, 연신 온도는 175℃ 로 변경되며, 연신시 연신 배율은 26% 로 되었다. 이는 필름 26 으로서 사용되었다.
(27) 필름 27 의 제조:
셀룰로오스 아실레이트 필름이 필름 9 와 동일한 방법에 따라서 제조되었지만, 코어층의 두께가 170㎛ 이 되도록 도프가 캐스팅되고, 연신 온도는 165℃ 로 변경되었다. 이는 필름 27 으로서 사용되었다.
(28) 필름 28 의 제조:
필름 28 은 JP-A 2008-266559 에 설명된 필름 샘플 S-32 과 동일한 방법에 따라서 제조되었다.
(29) 필름 29 의 제조:
셀룰로오스 아실레이트 필름이 필름 9 와 동일한 방법에 따라서 제조되었지만, 코어층의 두께가 165㎛ 이 되도록 도프가 캐스팅되고, 연신 온도는 160℃ 로 변경되며, 연신시 연신 배율은 26% 로 되었다. 이는 필름 29 으로서 사용되었다.
(30) 필름 30 의 제조:
필름 30 은 필름 14 와 동일한 방식으로 제조되지만, 그 필름은 진행 방향으로 6% 만큼 그리고 횡 방향으로 12% 만큼 연신되었다.
2. 필름들의 특성:
필름 1 내지 30 의 특성이 이하의 표에 나타난다. 각각의 필름의 Re(550) 및 Rth(550) 는 이하와 같이 측정된다: 각각의 필름의 30mm × 40mm 의 크기를 갖는 샘플은 2 시간 동안 25℃ 및 60% RH 에서 컨디셔닝되었고, 파장 550nm 에서 KOBRA 21ADH (Oji Scientific Instruments 제조) 로 분석되었다. 필름 1, 5 내지 10, 12, 13, 15, 16 및 18 내지 30 에 대해, 1.48 의 평균 굴절률 가정치 및 필름 두께가 입력되어 데이터가 계산되었다. 다른 필름들에 대해서는, 굴절률 가정치가 필름 2 에 대해 1.50, 필름 3, 11 및 17 에 대해 1.53, 그리고 필름 4 및 14 에 대해 1.52 였다.
Figure pct00102
동일한 방식으로, 이하의 표의 필름들의 Re 및 Rth 가 450 nm, 550 nm 및 630 nm 의 파장에서 측정되었다.
Figure pct00103
3. 편광판의 제조:
80㎛ 의 두께를 갖는 폴리비닐 알코올 (PVA) 필름이, 0.05질량% 의 요오드 농도를 갖는 요오드 수용액 안에 30℃ 에서 60초 동안 침지해 염색되었고, 그 후, 4질량% 의 붕산 농도를 갖는 붕산 수용액 안에 60초 동안 침지되어 있는 동안 원래 길이의 5배 만큼 머신 방향으로 연신한 후, 50℃ 에서 4분간 건조시켜, 20㎛ 의 두께를 갖는 편광 필름을 획득하였다.
전술한 표에 나타난 필름들에 대해, 셀룰로오스 아실레이트를 함유하는 필름들은 이하와 같이 감화되었다 (saponified): 각각의 필름은 55℃ 에서 수산화나트륨 수용액 (1.5 mol/liter) 에 침지한 후 수산화나트륨을 제거하기 위해 물로 린싱되었다. 다음으로, 35℃ 에서 1 분 동안 묽은 황산 수용액 (0.005 mol/liter) 에 침지된 후 묽은 황산 수용액을 완전하게 제거하기 위해 물에 침지되었다. 마지막으로, 샘플은 120℃ 에서 완전하게 건조되었다.
필름들 (필름 1 내지 18) 중 임의의 2 개의 시트들이 편광 필름을 사이에 끼운 채로 접착제를 이용하여 접착되어 이에 따라 양 표면상에 보호 필름을 갖는 편광판이 제조된다. 셀룰로오스 아실레이트 필름에 대해, 폴리비닐 알코올 접착제가 이용되었고, 다른 필름들에 대해서는 아크릴 접착제가 이용되어 편광자에 이들을 부착시켰다. 그 조합은 이하의 표에 나타난다.
이하의 표에서, "*1" 로 마크된 필름은 편광 필름 보다 더 패널측 외부를 향하여 배치되는 편광판 용 보호 필름으로서 기능하는 위상차 필름을 의미하고; "*2" 로 마크된 필름은 액정셀과 편광 필름 사이에 배치된 편광판 용 보호 필름으로서 기능하는 위상차 필름을 의미하고; 그리고 "*3" 로 마크된 필름은 편광 필름 보다 더 백라이트측 외부를 향하여 배치된 편광판 용 보호 필름으로서 기능하는 위상차 필름을 의미한다. 이하의 표에 동일한 내용이 적용된다.
필름 (6 내지 15) 은, 그 면내 지상축이 편광자의 투과축에 대해 평행이 되도록 부착되었고; 필름 1 내지 5 및 6 내지 18 은, 그 면내 지상축이 편광자의 투과축에 직교하도록 부착되었다. 접착 용이층을 갖는 필름들이, 그 내부에 접착 용이층이 편광자의 표면측에 대면하도록 부착되었다.
폴러라이저 보호 필름으로서 2 개의 적층된 필름들을 갖는 편광판이, 접착제를 이용하여 필름 1 내지 30 의 임의의 2 개의 시트들을 부착하여 적층체를 제조하고, 접착제를 이용하여 그 사이에 편광 필름을 끼운 채로 필름의 서로 다른 시트와 적층체를 더 부착시킴으로써 제조되었다. 이용된 접착제는 앞서 설명된 바와 같다. 필름의 지상축과 편광자의 투과축 사이의 조합 및 관계는 이하의 표에 나타난다.
4. VA 모드 액정 표시 장치의 제조 및 평가:
(1) VA 모드 액정셀 1 내지 6 의 제조:
이 실시예에서, TFT 상에 컬러 필터가 형성된 경우, 유기 현상액 CD2000 (FUJIFILM Electronic Materials 제조) 가 사용되었다.
(1)-1 VA 모드 액정셀 1 의 제조:
JP-A 2009-141341 에 설명된 실시예 20 에 따르면, TFT 소자가 유리 기판 상에 형성되었고, 보호 필름이 TFT 소자 상에 더 형성되었다. 후속하여, 콘택홀이 보호 필름 내에 형성되었고, TFT 소자에 전기적으로 접속된 ITO 의 투명 전극이 보호 필름 상에 형성되어 이에 따라 어레이 기판을 제조하였다.
컬러 포토그래픽 재료로서, JP-A 2009-203462 에 설명된 실시예 14, 22 및 25 에 따라서 제조된 조성물이 이용되었고, 컬러 필터 기판은 JP-T 2008-516262 의 [0099] 내지 [0103] 에서 실시예 9a 에 설명된 프로세스에 따라서 제조되었다.
ITO 의 투명 전극은 앞서 형성된 컬러 필터 기판상에서의 스퍼터링을 통해서 형성되었고, JP-A 2006-64921 의 실시예 1 에 따라서, 격벽 (partition wall) (블랙 매트릭스) 의 상부에 대응하는 부분에 스페이서가 형성되었다.
어레이 기판상의 투명 전극 및 앞서 형성된 컬러 필터 기판상의 투명 전극이 PVA 모드 용으로 패터닝되었고, 폴리이미드의 수직 배향막이 그 상부에 형성되었다.
후속하여, UV-경화 수지 실란트가 디스펜서를 이용하여 컬러 필터의 RGB 화소군 주위에 제공된 블랙 매트릭스 프레임에 대응하는 위치에 도포된 후, PVA 모드 액정이 적하 (dropwise) 도포되어, 어레이 기판에 부착되었다. 이렇게 함께 부착된 기판들은 UV 선들에 노출된 후 실란트를 경화시키기 위해 열-처리되어, 이에 따라 액정셀을 제조하였다.
후속하여, 이렇게 형성된 액정셀의
Figure pct00104
nd(550) 는 관련 소프트웨어를 이용하여 AXOMETRICS' AXOSCAN 로 측정되었다. 300 nm 의
Figure pct00105
nd(550) 를 갖는 것이 선택되었고, 이는 액정셀 1 로서 사용되었다.
액정셀 1 의 광원으로서, 전술한 LC-32GH5 내의 백라이트가 이용되었고, 그 광원은 어레이 기판측에 배치되었다.
(1)-2 VA 모드 액정셀 2 의 제조:
Sharp 의 액정 패널 "LC-32DE5" 이 제조되었다. 본 발명자의 조사의 결과로서, 액정셀은 모든 제품의 가장 높은 정면 콘트라스트 비 성능을 갖는 VA 모드 액정셀이다. 이는 액정셀 2 이다.
액정셀 2 의
Figure pct00106
nd 는 관련 소프트웨어를 이용하여 AXOMETRICS' AXOSCAN 로 측정되었고, 그
Figure pct00107
nd(550) 는 300nm 였다.
액정셀 2 의 광원으로서, 전술된 LC-32GH5 에서의 백라이트가 이용되었고, 그 광원은 TFT 어레이가 상부에 형성된 기판측에 배치되었다.
(1)-3 VA 모드 액정셀 3 의 제조:
JP-A 2009-141341 에 설명된 실시예 20 에 따라서 TFT 소자가 유리 기판 상에 형성되었고, 추가적으로, 보호 필름이 TFT 소자 상에 형성되었다. 후속하여, 보호 필름 내에 콘택 홀이 형성되었고, TFT 소자에 전기적으로 접속된 ITO 의 투명 전극이 보호 필름 상에 형성되었고 이에 따라 어레이 기판을 제조하였다.
컬러 포토그래픽 재료로서, JP-A 2009-203462 에 설명된 실시예 14, 22 및 27 에 따라서 제조된 조성물이 이용되었고, 컬러 필터 기판은 JP-T 2008-516262 의 [0099] 내지 [0103] 의 실시예 9a 에 설명된 프로세스에 따라서 제조되었다.
ITO 의 투명 전극이 앞서 형성된 컬러 필터 기판 상에서 스퍼터링을 통해서 형성되었고, JP-A 2006-64921 의 실시예 1 에 따라서, 격벽 (블랙 매트릭스) 의 상부에 대응하는 부분에 스페이서가 형성되었다.
어레이 기판 상의 투명 전극 및 앞서 형성된 컬러 필터 기판상의 투명 전극이 PVA 모드용으로 패터닝되었고, 폴리이미드의 수직 배향 필름이 그 상부에 형성되었다.
후속하여, UV-경화 수지 실란트가 컬러 필터의 RGB 화소군 주위에 제공된 블랙 매트릭스 프레임에 대응하는 위치에 디스펜서를 이용하여 도포되었고, 다음으로, PVA 모드 액정이 여기에 적하 도포되어, 어레이 기판에 부착되었다. 이렇게 함께 부착된 기판은 UV 선에 노출된 후, 실란트를 경화하기 위해 열-처리되었고, 이에 따라 액정셀을 제조하였다.
후속하여, 이렇게 형성된 액정셀의
Figure pct00108
nd(550) 는 관련 소프트웨어를 이용하여 AXOMETRICS' AXOSCAN 로 측정되었다. 300 nm 의
Figure pct00109
nd(550) 를 갖는 것이 선택되었고, 이는 액정셀 3 이다.
액정셀 3 의 광원으로서, 전술된 LC-32GH5 에서의 백라이트가 이용되었고, 그 광원은 어레이 기판측에 배치되었다.
(1)-4 VA 모드 액정셀 4 의 제조:
액정셀 4 는, 어레이 기판의 TFT 소자 구조가 변경된 것을 제외하고는, 액정셀 1 과 동일한 방법에 따라서 제조되었다.
이렇게 형성된 액정셀의
Figure pct00110
nd(550) 는 관련 소프트웨어를 이용하여 AXOMETRICS' AXOSCAN 로 측정되었다. 300 nm 의
Figure pct00111
nd(550) 를 갖는 것이 선택되었고, 이는 액정셀 4 이다.
액정셀 4 의 광원으로서, 전술된 LC-32GH5 에서의 백라이트가 이용되었고, 그 광원은 어레이 기판측에 배치되었다.
(1)-5 VA 모드 액정셀 5 의 제조:
JP-A 2009-141341 에 설명된 실시예 20 에 따르면, TFT 소자가 유리 기판 상에 형성되었고, TFT 소자 상에 보호 필름이 더 형성되었다.
후속하여, JP-A 2009-203462 의 실시예 14, 22 및 25 에 따라서, 그리고 JP-A 2008-516262 의 [0099] 내지 [0103] 의 실시예 9a 에 설명된 프로세스에 따라서 제조된 조성물을 컬러 포토그래픽 조성물로서 이용하여, 컬러 필터-온-어레이 (CAO) 기판이 보호 필름상에 형성되었다. 그러나, 여기서, 각각의 화소에 대한 컬러 포토그래픽 수지 조성물에서의 안료의 농도는 1/2 되었고, 그리고 그 흑색 화소가 4.2㎛ 이 되고 적색, 녹색, 및 청색 화소들이 각각 3.5㎛ 가 되도록 코팅량이 제어되었다. 또한, 콘택 홀이 컬러 필터 내에 형성되었고, TFT 소자에 전기적으로 접속된 ITO (인듐 주석 산화물) 의 투명 화소 전극이 컬러 필터 상에 형성되었다. 다음으로, JP-A 2006-64921 의 실시예 1 에 따라서, ITO 필름 상에 격벽 (블랙 매트릭스) 의 상부에 대응하는 부분에 스페이서가 형성되었다.
별도로, 상부에 ITO 의 투명 전극이 형성된 유리 기판이 대향 기판으로서 제조되었고, COA 기판 및 대향 전극 상의 투명 전극들이 PVA 모드 용으로 패터닝되어, 그 위에 폴리이미드의 수직 배향 필름이 형성되었다.
후속하여, UV-경화 수지 실란트가 디스펜서를 이용하여 컬러 필터의 RGB 화소군 주위에 제공된 블랙 매트릭스 프레임에 대응하는 위치에 도포된 후, PVA 모드 액정이 여기에 적하 도포되어, 어레이 기판에 부착되었다. 이렇게 함께 부착된 기판들은 UV 선들에 노출된 후 실란트를 경화시키기 위해 열-처리되어, 이에 따라 액정셀을 제조하였다.
후속하여, 이렇게 형성된 액정셀의
Figure pct00112
nd(550) 는 관련 소프트웨어를 이용하여 AXOMETRICS' AXOSCAN 로 측정되었다. 300 nm 의
Figure pct00113
nd(550) 를 갖는 것이 선택되었고, 이는 액정셀 5 로서 사용되었다.
액정셀 5 의 광원으로서, 전술한 LC-32GH5 내의 백라이트가 이용되었고, 그 광원은 어레이 기판측에 배치되었다.
(1)-6 VA 모드 액정셀 6 의 제조:
JP-A 2009-141341 에 설명된 실시예 20 에 따르면, TFT 소자가 유리 기판 상에 형성되었고, 보호 필름이 TFT 소자 상에 더 형성되었다. 후속하여, 콘택홀이 보호 필름 내에 형성되었고, TFT 소자에 전기적으로 접속된 ITO 의 투명 전극이 보호 필름 상에 형성되었다. 다음으로, 16㎛ 의 직경 및 3.7㎛ 의 평균 높이를 갖는 투명 기둥형 스페이서 패턴이 ITO 필름 상에 형성되어, 어레이 기판을 제조하였다.
별도로, 상부에 ITO 의 투명 전극이 형성된 유리 기판이 대향 기판으로서 제조되었고, 어레이 기판 및 대향 기판상의 투명 전극들이 PVA 모드 용으로 패터닝되어, 그 위에 폴리이미드의 수직 배향 필름이 형성되었다.
UV-경화 수지 실란트가 액정셀 5 에서와 같은 패턴과 같이 어레이 기판의 기둥형 스페이서 위에 디스펜서를 이용하여 도포되었고, PVA 모드 액정이 적하 도포되어, 대향 기판에 부착되었다. 이렇게 함께 부착된 기판들은 UV 선들에 노출된 후 실란트를 경화시키기 위해 열-처리되어, 이에 따라 액정셀을 제조하였다.
후속하여, 이렇게 형성된 액정셀의
Figure pct00114
nd(550) 는 관련 소프트웨어를 이용하여 AXOMETRICS' AXOSCAN 로 측정되었다. 300 nm 의
Figure pct00115
nd(550) 를 갖는 것이 선택되었고, 이는 액정셀 6 로서 사용되었다.
액정셀 6 의 광원으로서, 3 개의 컬러 BGR 의 LED 들이 180Hz 에서 교번하여 발광할 수 있고, 그 광원이 어레이 기판측에 배치되도록 구동 시스템이 제어되는 백라이트 유닛이 제조되었다.
(2) 각각의 액정셀의 리어 부재 산란 세기 및 프론트 부재 산란 세기의 측정:
측정을 위해, 이하의 편광판 (1 및 2) 이 제조되었다. 편광판 (1) 은 전술한 방법에서와 같이 필름 1 과 필름 5 사이에 편광 필름을 투입함으로써 제조되었다. 편광판 (2) 은 전술한 방법에서와 같이 필름 5 와 필름 12 사이에 편광 필름을 투입함으로써 제조되었다.
측정을 위한 광원으로서, Sharp 의 액정 패널 "LC-32GH5" 이 사용되었다. "LC-32GH5" 의 백라이트는, 1 의 정면 휘도에 기초하여, 극각 40° 및 방위각 0°, 45° 또는 90° 의 3 개 방향에 있어서 0.55 내지 0.65 의 휘도를 갖는다.
앞서 제조된 액정셀은 분석될 리어측 및 프론트측 기판들을 분리하기 위해 해체되었다. 기판 표면이, 그 상부에 형성되어 있는 것으로서 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 어레이 부재 (TFT 어레이 등), 기판상의 돌기부, 공통 전극, 슬릿 등과 같은 부재들을 갖는 경우, 이 부재들은 제거되지 않고 측정을 위해 이용되었다.
광원 위에, 편광판 1 또는 2 중 어느 하나가 배치되었고, 전술한 바와 같이제조된 각각의 액정셀의 프론트측 기판 또는 리어측 기판을, 회전 스테이지 (SGSP-120YAW, Sigma Koki 제조) 에 장착하여 편광판으로부터 2mm 의 거리에 서로 평행하게 배치되었다. 간략하게, 기판상의 TFT 어레이 배선 및 블랙 매트릭스의 격자 패턴이, 편광판의 편광축과 일치하도록 배치되었다. 또한, 그 위에, 회전 스테이지에 고정된 편광판 (HLC2-2518, Sanritz 제조) 이, 편광판들 사이의 거리가 52mm 가 되도록 배치되었다. 테스터 (BM5A, TOPCON 제조) 를 이용하여, 암실 에서, 법선 방향의 흑 상태 및 백 상태 시의 휘도가 측정되었고, 정면 콘트라스트 비 A (백색 휘도/흑색 휘도)를 계산되었다. 여기서, 편광판이 회전되었고, 가장 낮은 휘도는 흑 상태 시의 휘도였다. 다음으로, 편광판은 90°만큼 회전되었고, 이 상태에서의 휘도는 백색 표시시의 휘도였다.
다음으로, 전술한 조건하에서, 프론트측 기판 또는 리어측 기판이 제거되었고, 편광판 단독만을 통한 흑 상태 및 백 상태 시의 휘도가 측정되었고, 정면 콘트라스트 비 B 가 계산되었다.
편광판의 정면 콘트라스트 비 B 의 정면 콘트라스트 비 A 에 대한 영향을 배제하기 위해, 다음의 식에 따라서 부재 콘트라스트 비가 계산되었다.
부재 콘트라스트 비 = {1/1/정면 콘트라스트 비 A} - {1/정면 콘트라스트 비 B}.
여기서, 편광판 1 을 이용하여 측정된 프론트측 및 리어측 기판 콘트라스트 비는, 부재 CR (프론트 1) 및 부재 CR (리어 1) 이고, 편광판 2 를 이용하여 측정된 프론트측 및 리어측 기판 콘트라스트 비는, 부재 CR(프론트 2) 및 부재 CR (리어 2) 이며; 정면 부재 산란 세기 및 후면 부재 산란 세기는 이하의 식에 따라서 계산되었다.
프론트 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(프론트 2)}-{1/부재 CR(프론트 1)},
리어 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(리어 2)}-{1/부재 CR(리어 1)}.
계산된 데이터는 이하의 표에 나타난다.
Figure pct00116
(3) VA 모드 액정 표시 장치의 제조:
앞서 형성된 액정셀들 중 임의의 액정셀이, 이하의 표에 나타난 방식에서와 같이, 앞서 형성된 편광판들 중 임의의 2 개의 편광판들과 조합되어, 이에 따라 액정 표시 장치를 구성한다.
(4) VA 모드 액정 표시 장치의 평가:
이렇게 구성된 액정 표시 장치가 이하와 같이 평가되었다.
(4)-1 정면 콘트라스트 비의 측정:
테스터 BM5A (TOPCON 제조) 를 암실에서 이용하여, 패널에 대해 법선 방향에서 흑 상태 및 백 상태 시의 휘도가 측정되었고, 그 데이터로부터, 정면 콘트라스트 비 (백색 휘도/흑색 휘도) 가 계산되었다.
이 때, 테스터와 패널 사이의 거리는 700mm 였다.
후속하여, 표준 상태에서의 정면 콘트라스트 비를 기준으로 하여, 정면 콘트라스트 비가 이하의 식에 따라서 계산되었다:
정면 콘트라스트 비 = 실제 상태에서의 정면 콘트라스트/표준 상태에서의 정면 콘트라스트
표준 상태는, 프론트측과 리어측 모두 상에 필름 7 의 일 시트를 포함하는 액정 표시 장치이다.
Figure pct00117
nd(550)가 30Onm 인 본 실시예에 사용된 그리고 프론트측 및 리어측 모두에 하나의 동일한 필름이 배치된 2 개의 시트 보상 시스템인 액정셀에서, 위상차 필름의 Re(550) 가 55nm 이고, 그 Rth(550) 가 115nm정도이면, 장치는 양호한 광학 보상이 가능해지고, 시야각 콘트라스트 비가 가장 크다. 이에 따라, 표준 상태로서 취해진다.
각각의 액정셀의 표준 상태를 고려하면, 액정셀 1 을 포함하는 액정 표시 장치는 액정 표시 장치 (13) 에 기초하고; 액정셀 2 를 포함하는 액정 표시 장치는 액정 표시 장치 (19) 에 기초하고; 액정셀 3 을 포함하는 액정 표시 장치는 액정 표시 장치 (23) 에 기초하고; 액정셀 4 를 포함하는 액정 표시 장치는 액정 표시 장치 (27) 에 기초하고; 액정셀 5 를 포함하는 액정 표시 장치는 액정 표시 장치 (42) 에 기초하고; 액정셀 6 을 포함하는 액정 표시 장치는 액정 표시 장치 (49) 에 기초한다. 액정 표시 장치 (13) 의 정면 콘트라스트 비는 4830 였고; 액정 표시 장치 (19) 의 정면 콘트라스트 비는 4790 였고; 액정 표시 장치 (23) 의 정면 콘트라스트 비는 4070 였고; 액정 표시 장치 (27) 의 정면 콘트라스트 비는 6430 였고; 액정 표시 장치 (42) 의 정면 콘트라스트 비는 3660 였고; 액정 표시장치 (49) 의 정면 콘트라스트 비는 5420 였다.
(4)-2 시야각 콘트라스트 비 (경사 방향에서의 콘트라스트 비):
테스터 BM5A (TOPCON 제조) 를 암실에서 이용하여, 장치의 흑 상태 및 백 상태 시의 휘도가 장치의 정면으로부터 극각 60° 및 방위각 0°, 45° 또는 90°의 3 개의 방향들에서 측정되었다. 그 데이터로부터, 시야각 콘트라스트 비 (백색 휘도/흑색 휘도) 가 계산되었고, 액정 표시 장치들의 시야각 특성이 이하와 같이 평가되었다.
A: 시야각 콘트라스트 비는 모든 방향에서 60 이상이고, 어떠한 광 누설도 인식되지 않는다.
B: 시야각 콘트라스트 비의 최소값은 30 이상 60 미만이고, 허용가능한 정도의 약간의 광 누설이 인식된다.
C: 시야각 콘트라스트 비의 최소값은 30 미만이고, 허용불가한 정도의 상당한 광 누설이 인식된다.
이하의 표에서 시야각 콘트라스트의 평가 결과의 컬럼이 전술한 표준들에 기초하여 전술한 3 개의 방향에서 평가된 것과 같이 각각의 샘플의 데이터의 평균값을 나타낸다. 마크 "*6" 의 괄호안의 수치값은 극각 60°및 방위각 45°으로 정의된 방향에서 측정된 콘트라스트 비 값이고; 마크 "*13" 의 괄호안의 수치값은 45°의 방위각에서 3 개의 방향들 (극각 30°, 45° 및 60°) 에서 측정된 콘트라스트 비 데이터의 평균 값이다.
(4)-3 원형 얼룩:
제조된 액정 표시 장치들은, 40℃ 의 온도 및 90% 의 상대 습도의 환경 하에서 3 일 동안 방치되었다. 이렇게 숙성된 후, 장치들은 36°의 온도 및 30% 의 상대 습도의 환경으로 옮겨진다.
그 후, 패널은 라이트 테이블 위에 놓여지고, 암실에서 관찰되며, 이하 언급된 기준에 따라서 원형 얼룩에 대해 평가되었다.
AA: 패널이 불이 켜진 라이트 테이블 위에 놓여진 후 60 시간 내에, 어떠한 광 누설도 관찰되지 않는다.
A: 패널이 불이 켜진 라이트 테이블 위에 놓여진 후 약간의 광 누설이 관찰되지만 30 시간 내에 사라지고, 그 이후에는 어떠한 광 누설도 관찰되지 않는다.
B: 패널이 불이 켜진 라이트 테이블 위에 놓인 후 광 누설이 관찰되고 30 시간 내에 사라지지 않지만, 60 시간 내에는 사라진다.
C: 패널이 불이 켜진 라이트 테이블 위에 놓인 후 광 누설이 관찰되고 60 시간 내에 사라지지 않는다 (허용불가함).
(4)-4 정면 흑색미:
테스터 BM5A (TOPCON 제조) 를 암실에서 이용하여, 패널들은 패널 법선 방향으로 흑 상태 시의 컬러 시프트에 대해 확인되었고, 청색 컬러 시프트가 관찰되었다. 그래서, 패널들은 청색을 나타내는 값 v' 에 기초하여 정면 흑색미에 대해 평가되었다. 이 때, 테스터와 패널 사이의 거리는 700 mm 였다.
A: v' 가 0.38 이상이며, 정면에서의 청색에서 어떠한 컬러 시프트도 인식되지 않는다.
B: v' 가 0.375 이상 0.38 미만이며, 정면에서의 청색에서 약간의 컬러 시프트가 인식되지만 허용가능한 수준이다.
C: v' 가 0.375 미만이며, 청색에서의 컬러 시프트는 허용불가한 수준으로 인식된다.
그 결과는 이하의 표에 나타난다.
Figure pct00118
Figure pct00119
Figure pct00120
Figure pct00121
Figure pct00122
전술한 결과들로부터, 식 (0) 을 만족하고 및 리어부 산란 세기 > 프론트부 산란 세기 (액정 표시 장치 No. 1 내지 16 및 No. 30 내지 51 및 No. 54 내지 62) 를 만족하는 액정셀 1, 5 및 6 중 임의의 것을 포함하는 샘플들에서, 리어측에 배치된 위상차 필름의 Rthrear(550) 및 프론트측에 배치된 위상차 필름의 Rthfront(550) 가 Rthrear(550) < Rthfront(550) 의 관계이고, 정면 CR 은 높지만; 한편, Rthrear(550) > Rthfront(550) 일 때, 정면 CR 은 저하된다. 이러한 경향은 시야각 CR 에 적용된다.
또한, 식 (0) 을 만족하고 리어부 산란 세기 > 프론트부 산란 세기를 만족하는 액정셀 1, 5 및 6 을 포함하는 샘플들에서, 식 (0) 을 만족하지만 프론트부 산란 세기 > 리어부 산란 세기인 액정셀 4 를 포함하는 샘플에서의 정면 흑색미 그리고 리어측에 배치된 위상차 필름의 Rthrear(550) 가 역 파장 분산성을 갖는 경우와 비교했을 때의 정면 흑색미와 비교하여, 정면 흑색미는 개선되었고, v' 는 증가하고 이에 따라 청색에서의 정면 컬러 시프트는 경감될 수 있다.
프론트측 위상차 영역이 2 개의 필름들을 포함하는 액정 표시 장치에 대해, 프론트측 위상차 영역이 식 (4) 내지 식 (6) 을 만족하는 2 개의 필름들 A 및 B 를 포함하는 액정 표시 장치 No. 54 ~ 59 는, 프론트측 위상차 영역이 2 개의 필름을 포함하지만 식 (4) 내지 식 (6) 중 임의의 식을 만족하지 않는 액정 표시 장치 No. 60 ~ 62 보다 시야각 CR 이 더 우수하다.
이하는 본 발명의 효과를 보다 명확화하기 위한 것이다. 구체적으로, 액정셀 1, 5 또는 6 을 포함하는 액정 표시 장치에서, 리어측 위상차 영역 및 프론트측 위상차 영역이 서로 대체되었고, 대응 샘플들 (Rthrear(550) < Rthfront(550) 인 A; 및 Rthrear(550) > Rthfront(550) 인 B) 이 이하의 표에 나타난다.
Figure pct00123
액정셀 1 또는 5 각각을 포함하고 식 (0) 을 만족하고, 리어부 산란 세기 > 프론트부 산란 세기를 만족하고, Rthrear(550) < Rthfront(550) 를 만족하는 액정 표시 장치 No. 52 및 53 는 높은 정면 CR 을 갖지만, Rthrear(550) 과 Rthfront(550) 합계는 흑 상태 시의 액정층의 △nd 를 보상하기에 충분한 값에 도달할 수 없고; 따라서, 이러한 표시 장치들은 그 시야각 CR 의 점에서 다른 액정 표시 장치들에 비해 뒤떨어진다.
한편, 식 (0) 을 만족하지만 프론트부 산란 세기 > 리어부 산란 세기를 만족하는 액정셀 4 를 포함하는 샘플에서, 리어측에 배치된 위상차 필름의 Rthrear(550) 및 프론트측에 배치된 리타데이션 Rthfront(550) 가 Rthrear(550) > Rthfront(550) 의 관계에 있는 경우, 정면 CR 은 증가하는 반면, Rthrear(550) < Rthfront(550) 인 경우, 정면 CR 은 저하한다. 이러한 경향은 시야각 CR 에도 적용된다.
이는 이하의 설명에 의해 더 명백해진다. 구체적으로, 액정셀 4 을 포함하는 액정 표시 장치에서, 리어측 위상차 영역 및 프론트측 위상차 영역이 서로 대체되었고, 대응 실시예들 (Rthrear < Rthfront 인 A; 및 Rthrear > Rthfront 인 B) 이 이하의 표에 나타난다.
Figure pct00124
리어부 산란 세기 > 프론트부 산란 세기를 만족하지만 식 (0) 을 만족하지 않는 액정셀 2 및 3 에서, 리어측에 배치된 위상차 필름의 Rthrear(550) 와 프론트측에 배치된 위상차 필름의 Rthfront(550) 사이의 대소관계는 정면 CR 에 약간의 영향을 미친다. 즉, 보통의 액정셀을 갖는 액정 표시 장치에서, 정면 CR 은 낮고, 리어측에 배치된 위상차 필름의 Rthrear(550) 와 프론트측에 배치된 위상차 필름의 Rthfront(550) 사이의 대소 관계의 정면 CR 에 대한 영향은 무시가능한 정도이지만; 식 (0) 을 만족하는 액정셀을 갖는 액정 표시 장치에서, 정면 CR 은 원래 높고, 리어측에 배치된 위상차 필름의 Rthrear 와 프론트측에 배치된 위상차 필름의 Rthfront 사이의 대소 관계는 정면 CR 에 상당한 영향을 갖는다는 것이 이해된다.
(4)-5 광원의 변화시에 정면 콘트라스트 비의 평가:
후속하여, 광원의 변화시에 정면 콘트라스트 비가 평가되었다. 광원으로서, 이하의 3 가지 유형의 액정 패널에 부착된 백라이트들이 여기에 이용되었다.
(i) Sharp 제조의 액정 패널 "LC-32GH5",
(ii) Sharp 제조의 액정 패널 "LC-37GX3W",
(iii) Sharp 제조의 액정 패널 "LC-32DE5".
광원 (i) 은 프리즘 시트를 갖지 않지만 2 개의 확산 시트들을 갖는다. 광원 (iii) 은 2 개의 프리즘 시트들을 갖는다. 광원 (ii) 은 확산판에 부착된 하나의 렌즈 어레이 시트를 갖고, 여기서, 렌즈 어레이 시트의 대향측 상의 평면 표면은 그 위에 형성된 렌즈의 비집광영역에 광을 반사하기 위한 광반사층을 갖는다.
평가 테스트에서, 이하 나타난 것과 같은 실시예 2 및 실시예 5 의 2 개의 액정 표시 장치들이 이용되었고, 정면 콘트라스트 비 향상율이 이하의 식에 따라서 결정되었다.
실시예 2 에서 정면 콘트라스트 비 향상율 (%) = (액정 표시 장치 5 의 정면 콘트라스트 비) - (액정 표시 장치 15 의 정면 콘트라스트 비).
실시예 5 에서 정면 콘트라스트 비 향상율 (%) = (액정 표시 장치 34 의 정면 콘트라스트 비) - (액정 표시 장치 44 의 정면 콘트라스트 비).
Figure pct00125
전술한 결과들로부터, 더 높은 방향성을 가진 광원의 이용이 본 발명의 효과를 더욱 현저하게 개선시킨다는 것이 알려진다.
도면에서 수치들의 의미는 이하와 같다:
10 액정층
12 프론트측 기판
14 리어측 기판
16 프론트측 위상차 영역
18 리어측 위상차 영역
20 프론트측 편광자
22 리어측 편광자
24 백라이트 유닛
LC 액정셀
PL1 리어측 폴러라이저
PL2 프론트측 폴러라이저

Claims (23)

  1. 액정 표시 장치로서,
    프론트측 편광자 (polarizing element),
    리어측 편광자,
    상기 프론트측 편광자와 상기 리어측 편광자 사이에 배치된 액정셀,
    상기 액정셀과 상기 프론트측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 프론트측 위상차 영역, 및
    상기 액정셀과 상기 리어측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 리어측 위상차 영역을 포함하고,
    상기 액정셀은 액정층, 상기 액정층을 사이에서 홀딩하기 위한 한 쌍의 프론트측 기판과 리어측 기판을 포함하고;
    상기 리어측 위상차 영역의 가시광 영역 내의 파장 λ㎚ 에서 두께 방향 리타데이션 Rthrear(λ), 및 상기 프론트측 위상차 영역의 파장 λ㎚ 에서 두께 방향 리타데이션 Rthfront(λ) 의 합계는, 상기 액정층의 흑 상태 시의 Δn(λ) 를 보상할 수 있는 범위 내에 있고 (여기서, d 는 상기 액정층의 두께 (㎚) 를 의미하고, Δnd(λ) 는 상기 액정층의 파장 λ㎚ 에서의 굴절률 이방성 (refractivity anisotropy) 을 의미하고, Δnd(λ) 는 Δn(λ) 과 d 의 곱을 의미한다);
    상기 프론트측 기판 및 상기 프론트측 기판상에 형성된 모든 부재들의 전체 산란 세기 (이하, "프론트 부재 산란 세기" 로 지칭됨) 는 이하의 식 (0) 을 만족하며; 그리고
    상기 프론트측 산란 세기, 및 상기 리어측 기판 및 상기 리어측 기판상에 형성된 모든 부재들의 전체 산란 세기 (이하, "리어 부재 산란 세기" 로 지칭됨), 및 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 는 이하의 관계 (1) 또는 (2) 를 만족하고;
    (0) 프론트 부재 산란 세기 ≤ 1/38000,
    (1) 리어 부재 산란 세기 > 프론트 부재 산란 세기, 및 Rthfront(λ) > Rthrear(λ),
    (2) 리어 부재 산란 세기 < 프론트 부재 산란 세기, 및 Rthfront(λ) < Rthrear(λ),
    상기 식 (0) 내지 식 (2) 에서, 상기 프론트 부재 산란 세기 및 상기 리어 부재 산란 세기 각각은, 고위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (2) 의 이용에 의해 측정된 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재들의 콘트라스트 비, "부재 CR(프론트 2)" 및 "부재 CR (리어 2)", 각각의 역수 (reciprocal) 와, 저위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (1) 의 이용에 의해 측정된 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재들의 콘트라스트 비, "부재 CR (프론트 1)" 및 "부재 CR (리어 1)", 각각의 역수 사이의 차이이고; 이들은 이하의 식들
    프론트 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(프론트 2)} - {1/부재 CR(프론트 1)},
    리어 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(리어 2)} - {1/부재 CR(리어 1)}
    각각에 따라서 계산되는, 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식 (1) 을 만족하는, 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    이하의 관계식 (3) 을 더 만족하는, 액정 표시 장치.
    (3) {리어 부재 산란 세기}/{프론트 부재 산란 세기}≥1.4
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 리어측 기판은 그 위에 컬러 필터 층을 갖는, 액정 표시 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 리어측 기판은 컬러 필터 층이 제공된 화소들을 구획하기 위해 블랙 매트릭스 (black matrix) 를 갖는 어레이 기판이고;
    상기 프론트측 기판은 상기 어레이 기판에 대면하도록 배치된 대향 기판인, 액정 표시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 리어측 위상차 영역의 550㎚ 의 파장에서의 두께 방향 리타데이션 Rth(550) 는:
    0 nm ≤ |Rth(550)| ≤ 300 nm
    를 만족하는, 액정 표시 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 리어측 위상차 영역의 파장 550nm 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 는:
    0 nm ≤ Re(550) ≤ 100 nm
    을 만족하는, 액정 표시 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 프론트측 위상차 영역의 파장 550nm 에서의 두께 방향 리타데이션 Rth(550) 은:
    0 nm ≤ |Rth(550)| ≤ 300 nm
    을 만족하는, 액정 표시 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 프론트측 위상차 영역의 파장 550nm 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 은:
    0 nm ≤ Re(550) ≤ 100 nm
    을 만족하는, 액정 표시 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 프론트측 위상차 영역은 2 개의 필름들로 구성되고,
    상기 2 개의 필름들은, 상기 액정셀측으로부터의 필름 A 및 필름 B 이고,
    상기 필름 A 는 이하의 식 (4) 를 만족하고,
    상기 필름 B 는 이하의 식 (5) 및 식 (6) 을 만족하고,
    상기 프론트측 편광자의 투과축 및 상기 필름 B 의 지상축은 서로 직교하거나 또는 평행하고,
    (4) |Refilm A(550)| ≤ 100 nm,
    (5) |Refilm B(550)| ≥ 50 nm,
    (6) 0.05 ≤ Nz ≤ 3,
    상기 식 (4) 에서, Refilm A(550) 는 파장 550nm 에서의 상기 필름 A 의 면내 리타데이션을 의미하고; 상기 식 (5) 에서, Refilm B(550) 는 파장 550nm 에서의 상기 필름 B 의 면내 리타데이션을 의미하고; 상기 식 (6) 에서, Refilm B(550) 는 파장 550nm 에서의 상기 필름 B 의 면내 리타데이션을 의미하고, Rthfilm B(550) 는 파장 550nm 에서의 상기 필름 B 의 두께 방향 리타데이션을 의미하고, Nz=Rthfilm B(550)/Refilm B(550) + 0.5 를 의미하는, 액정 표시 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역의 Rth 는 가시광 영역에서 역 파장 (reserved wavelength) 특성을 갖거나, 또는 가시광 영역에서 파장에 대한 어떠한 의존성 없이 일정한, 액정 표시 장치.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 컬러 필터는 Rth 를 갖고, 상기 컬러 필터의 Rth 는 가시광 영역에서 역 파장 특성을 갖거나, 또는 가시광 영역에서 파장에 대한 어떠한 의존성 없이 일정한, 액정 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은, 셀룰로오스 아실레이트 필름으로 형성되거나 또는 셀룰로오스 아실레이트 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은, 아실계 폴리머 필름으로 형성되거나 또는 아실계 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은, 락톤 환 단위들, 무수 말레인산 단위들 및 무수 글루타르산 단위들로부터 선택된 적어도 하나의 단위를 갖는 아실계 폴리머를 포함하는 아실계 폴리머 필름으로 형성되거나, 또는 상기 아실계 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은, 시클릭 올레핀계 폴리머 필름으로 형성되거나, 또는 시클릭 올레핀계 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은 하나의 이축성 폴리머 필름으로 형성되거나, 또는 하나의 이축성 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어측 위상차 영역 및/또는 상기 프론트측 위상차 영역은 하나의 일축성 폴리머 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
  19. 제 4 항에 있어서,
    상기 컬러 필터의 두께 방향 리타데이션 RthCF(550), 및 상기 리어측 위상차 영역의 두께 방향 리타데이션 Rthrear(550) 은 이하의 식을 만족하는, 액정 표시 장치.
    |RthCF(550) + Rthrear(550)| ≤ 90 nm.
  20. 제 1 항에 있어서,
    VA 모드 액정 표시 장치인, 액정 표시 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    독립적인 삼원색들을 순차적으로 발광하는 백라이트 유닛을 포함하고, 필드 시퀀셜 구동 시스템에 따라서 구동되는, 액정 표시 장치.
  22. 프론트측 편광자, 리어측 편광자, 상기 프론트측 편광자와 상기 리어측 편광자 사이에 배치된 액정셀, 상기 액정셀과 상기 프론트측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 프론트측 위상차 영역, 및 상기 액정셀과 상기 리어측 편광자 사이에 배치된 하나 이상의 위상차 층들로 구성된 리어측 위상차 영역을 포함하는 액정 표시 장치를 제조하는 방법으로서,
    액정층 및 상기 액정층을 사이에서 홀딩하기 위한 한 쌍의 프론트측 기판 및 리어측 기판을 포함하는 상기 액정셀을 제조하는 제 1 단계로서, 상기 프론트측 기판 및 상기 프론트측 기판상에 형성된 모든 부재들의 산란 세기 (이하, "프론트 부재 산란 세기" 로서 지칭됨) 는 이하의 식 (0) 을 만족하는, 상기 제 1 단계,
    (0) 프론트 부재 산란 세기 ≤ 1/38000;
    상기 제 1 단계에서 제조된 상기 액정셀의 상기 프론트 부재 산란 세기와 상기 리어측 기판 및 상기 리어측 기판상에 형성된 모든 부품들의 산란 세기 (이하, "리어 부재 산란 세기"로 지칭됨) 를 비교하는 제 2 단계;
    상기 제 1 단계에서 제조된 상기 액정셀의 흑 상태 시의 Δnd(λ) 의 보상에 필요한, 파장 λ 에서 두께 방향 리타데이션 Rth0(λ) 을 결정하기 위한 제 3 단계 (여기서, d 는 상기 액정층의 두께 (nm) 를 의미하고, Δn(λ) 는 상기 액정층의 가시광 파장 λ nm 에서의 굴절률 이방성 (refractivity anisotropy) 을 의미하고, Δnd(λ) 는 Δn(λ) 와 d 의 곱을 의미한다); 및
    상기 제 2 단계에서 획득된 상기 리어 부재 산란 세기와 상기 프론트 부재 산란 세기 사이의 대소 관계에 기초하여, 상기 액정셀의 상기 흑 상태 시의 시야각 보상에 필요한 Rth0(λ) 의 값을 상기 프론트측 위상차 영역의 파장 λ 에서의 두께 방향 리타데이션 및 상기 리어측 위상차 영역, Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 각각으로 분배하는 제 4 단계를 포함하고,
    상기 프론트 부재 산란 세기 및 상기 리어 부재 산란 세기 각각은, 고위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (2) 의 이용에 의해 측정된 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재의 콘트라스트 비, "부재 CR(프론트 2)" 및 "부재 CR(리어 2)", 각각의 역수 (reciprocal) 와, 저위상차 필름과 편광자의 조합의 편광판 (1) 의 이용에 의해 측정된 기판 및 상기 기판상에 형성된 모든 부재의 콘트라스트 비, "부재 CR(프론트 1)" 및 "부재 CR(리어 1)", 각각의 역수 사이의 차이이고; 이들은 이하의 식들
    프론트 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(프론트 2)} - {1/부재 CR(프론트 1)}
    리어 부재 산란 세기 = {1/부재 CR(리어 2)} - {1/부재 CR(리어 1)}
    각각에 따라서 계산되는, 액정 표시 장치를 제조하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는, 이하의 관계식 (1) 및 관계식 (2)
    (1) 리어 부재 산란 세기 > 프론트 부재 산란 세기,
    (2) 리어 부재 산란 세기 < 프론트 부재 산란 세기
    가 만족되는지를 결정하기 위해 수행되고,
    그 결과에 따라서, 상기 제 4 단계에서는,
    상기 관계식 (1) 이 만족되면, Rth0(λ) 는, Rthfront(λ) > Rthrear(λ) 의 관계가 만족되도록 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 각각으로 분배되고,
    상기 관계식 (2) 이 만족되면, Rth0(λ) 는, Rthfront(λ) < Rthrear(λ) 의 관계가 만족되도록 Rthfront(λ) 및 Rthrear(λ) 각각으로 분배되는, 액정 표시 장치를 제조하는 방법.

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