KR20190083614A - 액정 표시 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 출원은, 상부 편광자; 하부 편광자; 및 상기 상부 편광자와 하부 편광자 사이에 구비되는 액정 패널을 포함하고, 상기 상부 편광자 및 하부 편광자는 흡수축이 서로 평행하도록 구비되며, 상기 상부 편광자와 상기 액정 패널 사이에, 직선 편광을 85도 내지 90도로 회전시키는 파장판을 포함하며, 상기 액정 패널은 수평배향액정모드인 것인 액정 표시 장치에 관한 것이다.

Description

액정 표시 장치 및 이의 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 출원은 2018년 1월 4일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0001110호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 액정 표시 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시 장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판 표시 장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판 표시 장치 중 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
이러한 액정 표시 장치는 공통전극과 화소전극에 인가된 전압의 차이에 의해 액정층의 액정 분자를 구동한다.
액정은 유전률 이방성과 굴절률 이방성 특징이 있다. 유전률 이방성은 전기장에 의해 유도되는 분극 정도가 액정의 장축과 단축방향에 따라 다른 것을 말하고, 굴절률 이방성은 액정의 장축과 단축방향에 따라 다른 굴절률 값을 가지는 것을 말하며, 빛이 액정 분자를 통과할 때 방향에 따라 느끼는 굴절률이 달라지므로 편광상태를 변화시키는 원인이 된다.
이에 따라, 액정 표시 장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 형성된 한 쌍의 투명 절연기판으로 이루어진 액정 패널을 필수적인 구성요소로 하며, 각 전계생성전극 사이의 전기장 변화를 통해서 액정 분자의 분극을 인위적으로 조절하고, 이 때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러 가지 화상을 표시한다.
이때, 액정 패널의 상부 및 하부에 각각 편광자가 위치하게 되는데, 편광자는 투과축과 일치하는 편광 성분의 빛을 투과시켜 2개의 편광자의 투과축의 배치와 액정의 배열 특성에 의해 빛의 투과 정도를 결정하게 된다.
종래의 액정 표시 장치에 사용되는 편광자는 요오드와 흡착력이 좋은 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alcohol; PVA)을 사용하여 이를 연신(延伸)을 통해 요오드 이온을 정렬한 PVA 연신형이 주로 사용되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1790404호
본 출원은 편광자의 크기 제약성을 해소할 수 있고, 정면 CR 특성이 향상된 액정 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는,
상부 편광자; 하부 편광자; 및 상기 상부 편광자와 하부 편광자 사이에 구비되는 액정 패널을 포함하고,
상기 상부 편광자 및 하부 편광자는 흡수축이 서로 평행하도록 구비되며,
상기 상부 편광자와 상기 액정 패널 사이에, 직선 편광을 85도 내지 95도로 회전시키는 파장판을 포함하며,
상기 액정 패널은 수평배향액정모드인 것인 액정 표시 장치를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 액정 표시 장치의 상부 편광자 및 하부 편광자의 흡수축을 서로 평행하도록 구비시킴으로써, 편광자 원단의 폭에 따른 편광자의 사이즈 제약성을 해소할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상부 편광자와 액정 패널 사이에 직선 편광을 85도 내지 95도로 회전시키는 파장판을 포함함으로써, 하부 편광자와 액정 패널 사이에 파장판을 포함하는 경우보다 측면빛 산란으로 인한 블랙(black) 휘도를 감소하여 정면 CR(contrast ratio)을 상승시킬 수 있다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 실시예 2 및 비교예 2의 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시상태에 따른 실시예 2 및 비교예 2의 액정 표시 장치의 정면 광특성을 나타낸 도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시상태에 따른 실시예 1의 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시상태에 따른 비교예 1의 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시상태에 따른 실시예 1 및 비교예 1의 액정 표시 장치의 정면 광특성을 나타낸 도이다.
도 8 및 도 9는 본 출원의 일 실시상태에 따른 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시상태에 따른 실시예 3 및 4의 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 11은 본 출원의 일 실시상태에 따른 비교예 3의 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 12는 본 출원의 일 실시상태에 따른 실시예 3 및 4와 비교예 3의 액정 표시 장치의 광특성을 나타낸 도이다.
이하, 본 출원의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 출원의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 출원의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 출원을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
종래의 액정 표시 장치의 구조를 하기 도 1에 개략적으로 나타내었다. 종래의 액정 표시 장치는, 상부 편광자 및 하부 편광자 중 어느 하나의 편광자의 흡수축은 0도이고, 다른 하나의 편광자의 흡수축은 90도로 하여, 상부 편광자와 하부 편광자의 흡수축이 서로 직교하였다. 그러나, 편광자의 흡수축이 90도인 경우에는 편광자의 가로길이가 편광자를 제조하는 롤의 폭에 제한을 받게 되어, 제품 크기 확대에 제약요소가 된다. 현재의 편광자를 제조하는 롤의 최대 폭은 약 2,600mm이고, 이는 21:9 기준 TV 최대크기가 약 110인치 수준이다.
이러한 편광자의 크기가 제한되는 것을 개선하기 위하여, 폴리비닐알코올(PVA) 필름을 횡연신하여 편광자 롤의 흡수축을 TD로 형성하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 경우에도 횡연신 균일성 저하로 인한 얼룩이 발생할 수 있고, 연신비 저하로 인한 편광도가 저하될 수 있다.
이에, 본 출원에서는 액정 표시 장치의 상부 편광자 및 하부 편광자의 흡수축을 모두 0도로 형성함으로써, 편광자 원단의 폭에 따른 편광자의 사이즈 제약성을 해소하였다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 액정 표시 장치는, 상부 편광자; 하부 편광자; 및 상기 상부 편광자와 하부 편광자 사이에 구비되는 액정 패널을 포함하고, 상기 상부 편광자 및 하부 편광자는 흡수축이 서로 평행하도록 구비되며, 상기 상부 편광자와 상기 액정 패널 사이에, 직선 편광을 85도 내지 95도로 회전시키는 파장판을 포함하며, 상기 액정 패널은 수평배향액정모드인 것을 특징으로 한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 하부 편광자와 액정 패널 사이에 파장판을 포함하는 경우보다, 상기 상부 편광자와 액정 패널 사이에 파장판을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 상부 편광자와 하부 편광자는, 액정 패널을 기준으로 액정 패널의 하부인 TFT 글래스면에 부착되는 것을 하부 편광자라 하고, 반대편인 액정 패널 상부에 부착되는 것을 상부 편광자라 한다.
백라이트 유닛(BLU)에서 출광되어 하부 편광자로 입사되는 빛이 패널 하판에서의　Cell 내부 산란으로 인해 정면에서 블랙 휘도 상승요소가 있다. 이 경우, 하판의 retardation이　없을수록 상판의 편광자에 의해 산란 빛이 흡수될 수 있으므로, 상기 하부 편광자와 액정 패널 사이에 파장판을 포함하는 경우보다, 상기 상부 편광자와 액정 패널 사이에 파장판을 포함하는 경우에, 측면 빛 산란으로 인한 블랙 휘도가 감소하여 정면 CR이 상승하게 된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 상부 편광자 및 하부 편광자는 흡수축이 서로 평행하도록 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 상부 편광자 및 하부 편광자의 흡수축은 모두 0도 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 상부 편광자와 상기 액정 패널 사이에, 직선 편광을 85도 내지 95도로 회전시키는 파장판을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 상부 편광자와 상기 액정 패널 사이에, 직선 편광을 90도로 회전시키는 파장판을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 파장판은 1개 또는 2개의 λ/2 파장판(half wave plate)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 파장판은 1개의 λ/2 파장판을 포함하고, 상기 1개의 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 40도 내지 50도, 또는 130도 내지 140도인 것인 바람직하다. 상기 각도를 벗어나는 경우에는 90도 선편광 변환이 안되기 때문에(예를 들어 0도→90도) 상부 편광자의 흡수축과 직교가 되지 않아 black에서 빛샘이 발생하여 C/R 저하가 발생하게 된다. 이상적인 광축 각도는 45도와 135도로서, 이러한 범위를 설정한 이유는 일반적인 광학필름의 제작 공차를 고려한 사항이다.
또한, 상기 파장판은 2개의 λ/2 파장판을 포함하고, 상기 2개의 λ/2 파장판 중 어느 하나의 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 20도 내지 25도이고, 다른 하나의 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 65도 내지 70도인 것이 바람직하다. 상기 각도를 벗어날 경우 90도 선편광 변환이 안되기 때문에(예를 들어 0도→90도) 상부 편광자의 흡수축과 직교가 되지 않아 black에서 빛샘이 발생하여 C/R 저하가 발생하게 된다. 이상적인 광축 각도는 22.5와 67.5도로서, 상기 범위를 설정한 이유는 일반적인 광학필름의 제작 공차를 고려한 사항이다.
상기 λ/2 파장판은 당 기술분야에 알려진 재료를 이용할 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리노보넨 등), 비정질 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리케톤술피드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리페닐렌술피드, 폴리페닐렌옥시드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카르보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 셀룰로오스계 중합체(트리아세틸셀룰로오스 등), PVA, 에폭시 수지, 페놀 수지, 노보넨계 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 염화비닐계 수지, 염화비닐리덴계 수지 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 λ/2 파장판은 이들 수지 조성물을 제막하고, 1축 연신 또는 2축 연신 등을 행함으로써 얻을 수 있다. 또한, 상기 λ/2 파장판으로서 액정성 중합체 또는 액정성 단량체를 배향시킨 배향 필름을 이용할 수도 있다.
상기 λ/2 파장판은 e-ray와 o-ray 사이의 상대 위상차가 π가 되도록 위상차를 λ/2로 구현한 retarder이다. 위상차는 △nd로 나타낼 수 있으며, 재료의 △n에 따라 두께를 조정하여 제작할 수 있다.
또한, 상기 파장판은 2개 또는 4개의 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 파장판은 2개의 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 2개의 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 40도 내지 50도, 또는 130도 내지 140도인 것인 바람직하다. 상기 각도를 벗어나는 경우에는 90도 선편광 변환이 안되기 때문에(예를 들어 0도→90도) 상부 편광자의 흡수축과 직교가 되지 않아 black에서 빛샘이 발생하여 C/R 저하가 발생하게 된다. 이상적인 광축 각도는 45도와 135도로서, 이러한 범위를 설정한 이유는 일반적인 광학필름의 제작 공차를 고려한 사항이다.
또한, 상기 파장판은 4개의 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 4개의 λ/4 파장판 중 어느 두 개의 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 20도 내지 25도이고, 다른 두 개의 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 65도 내지 70도인 것이 바람직하다. 상기 각도를 벗어날 경우 90도 선편광 변환이 안되기 때문에(예를 들어 0도→90도) 상부 편광자의 흡수축과 직교가 되지 않아 black에서 빛샘이 발생하여 C/R 저하가 발생하게 된다. 이상적인 광축 각도는 22.5도와 67.5도로서, 상기 범위를 설정한 이유는 일반적인 광학필름의 제작 공차를 고려한 사항이다.
상기 λ/4 파장판은 당 기술분야에 알려진 재료를 이용할 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 일축 연신된 사이클로올레핀계 필름, 일축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 일축 연신된 폴리카보네이트 필름 또는 액정 필름 등으로 이루어질 수 있다.
상기 λ/4 파장판은 이들 수지 조성물을 제막하고, 1축 연신 또는 2축 연신 등을 행함으로써 얻을 수 있다. 또한, 상기 λ/4 파장판으로서 액정성 중합체 또는 액정성 단량체를 배향시킨 배향 필름을 이용할 수도 있다.
상기 λ/4 파장판은 e-ray와 o-ray 사이의 상대 위상차가 π/2가 되도록 만든 필름이다. 선편광을 원편광으로 만들거나, 원편광을 선편광으로 만들어 준다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 파장판의 상부 및 하부에는 각각 독립적으로 시야각 보상필름을 추가로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 파장판과 액정 패널 사이에 시야각 보상필름을 추가로 포함할 수 있고, 상기 파장판과 상부 편광자 또는 하부 편광자 사이에 시야각 보상필름을 추가로 포함할 수 있다.
상기 시야각 보상필름은 당 기술분야에 알려진 재료를 이용할 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 액정 패널과 상부 편광자 또는 하부 편광자, 상기 파장판과 상부 편광자 또는 하부 편광자, 상기 파장판과 액정 패널, λ/4 파장판 등의 접합은 수계 접착제 또는 UV 경화형 접착제를 이용하여 접합할 수 있고, PSA 점착제를 이용하여 접합할 수도 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 상부 편광자 및 하부 편광자는 각각 독립적으로 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자일 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 편광자의 제조방법의 예로서, 요오드 및/또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자를 준비하는 단계 및 상기 편광자의 일면에 보호필름을 적층시키는 단계를 포함하는 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 이로써 한정되는 것은 아니나, 상기 폴리비닐알코올계 편광자를 준비하는 단계는 폴리비닐알코올계(Polyvinyl alcohol) 폴리머 필름을 요오드 및/또는 이색성 염료로 염착하는 염착 단계, 상기 폴리비닐알코올계 필름과 염료를 가교시키는 가교 단계 및 상기 폴리비닐알코올계 필름을 연신하는 연신 단계를 통하여 수행될 수 있다.
상기 편광자를 보호하기 위한 필름으로서, 편광자의 일면에 부착하는 투명필름을 말하는 것이며, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 필름을 사용할 수 있다. 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오즈(Triacetyl Cellulose; TAC)와 같은 아세테이트계, 폴리에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 시클로 올레핀계, 폴리우레탄계 및 아크릴계 수지 필름 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 보호필름은 등방성 필름일 수도 있고, 위상차와 같은 광학 보상 기능이 부여된 이방성 필름일 수 있으며, 1매로 구성되거나 또는 2매 이상이 접합되어 구성된 것일 수도 있다. 또한, 상기 보호필름은 미연신, 1축 또는 2축 연신된 필름일 수 있으며, 보호필름 두께는 일반적으로는 1㎛ 내지 500㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 300㎛인 것이 좋다.
한편, 상기 폴리비닐알코올계 편광자의 일면에 보호필름을 적층하는 단계는 편광자에 보호필름을 접합하는 것으로, 접착제를 이용하여 접합할 수 있다. 이때, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 필름의 합지 방법을 통해 수행될 수 있으며, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제와 같은 수계 접착제, 우레탄계 접착제 등과 같은 열경화성 접착제, 에폭시계 접착제 등과 같은 광 양이온 경화형 접착제, 아크릴계 접착제 등과 같은 광 라디칼 경화형 접착제들과 같이 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 접착제를 이용하여 수행될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 액정 표시 장치는 백라이트 유닛을 추가로 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 액정 패널에 빛을 공급하는 역할을 수행하고, 상기 백라이트 유닛의 광원으로는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), EEFL(external electrode fluorescent lamp), HCFL(hot cold fluorescent lamp)의 형광램프 또는 LED(light emitting diode) 중 어느 하나를 적용할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 액정 패널은 IPS(In Plane Switching) 모드 액정 패널, 또는 PLS(Plane to Line Switching) 모드 액정 패널일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 액정 표시 장치를 구성하는 기타 구성, 예를 들면, 상부 및 하부 기판(ex. 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판) 등의 종류 역시 특별히 제한되지 않고, 이 분야에 공지되어 있는 구성이 제한 없이 채용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 액정 표시 장치의 구조를 하기 도 2, 도 5, 도 8 및 도 9에 개략적으로 나타내었다. 보다 구체적으로, 하기 도 2는 파장판으로서 2개의 λ/4 파장판을 포함하는 액정 표시 장치를 나타낸 것이고, 하기 도 5는 파장판으로서 4개의 λ/4 파장판을 포함하는 액정 표시 장치를 나타낸 것이다. 또한, 하기 도 8은 파장판으로서 1개의 λ/2 파장판을 포함하는 액정 표시 장치를 나타낸 것이고, 도 9는 파장판으로서 2개의 λ/2 파장판을 포함하는 액정 표시 장치를 나타낸 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
< 실시예 >
< 실시예 1>
TAC / PVA / TAC 구조로 적층된 양산 중인 편광자(LG화학 社)을 흡수축이 0도로 되게 재단하여 베이스 기재로 이용하고 여기에 광축이 22.5도인 λ/4 파장판(Fujifilm 社 144nm) 2장을 점착제를 이용하여 합지하였다. 이후 동일 λ/4 파장판 원단을 광축이 67.5도가 되게 재단한 후 상기 접합품에 점착제를 이용하여 기부착한 반파장판 하부에 2장 추가 부착하였다. 이후 광축 67.5도 반파장판 하부에 점착제를 도공하여 편광판을 제작하였다.
이 편광판을 액정 패널의 상부에 부착하고, 액정 패널의 하부에는 베이스 기재로 사용한 일반 편광자를 흡수축 0도로 하여 부착하였다.
상기 실시예 1의 구조는 하기 도 5에 개략적으로 나타내었다.
< 비교예 1>
실시예 1과 동일한 방법으로 반파장판을 포함한 편광판을 제작하고, 이를 액정 패널의 하부에 흡수축 0도로 하여 부착하고, 액정 패널의 상부에는 베이스 기재로 사용한 일반 편광자를 흡수축 0도로 하여 부착하였다.
상기 비교예 1의 구조는 하기 도 6에 개략적으로 나타내었다.
< 실시예 2>
TAC / PVA / TAC 구조로 적층된 일반적인 편광자를 흡수축이 0도로 되게 재단하여 베이스 기재로 이용하고 여기에 광축이 45도인 λ/4 파장판(Fujifilm社 144nm) 2장을 점착제를 이용하여 합지하였다. 이후 기부착한 반파장판 하부에 점착제를 도공하여 편광판을 제작하였다.
이 편광판을 액정 패널의 상부에 부착하고, 액정 패널의 하부에는 베이스 기재로 사용한 일반 편광자를 흡수축 0도로 하여 부착하였다.
상기 실시예 2의 구조는 하기 도 2에 개략적으로 나타내었다.
< 비교예 2>
실시예 2와 동일한 방법으로 반파장판을 포함한 편광판을 제작하고, 이를 흡수축 0도로 하여 액정 패널의 하부에 부착하고, 액정 패널의 상부에는 베이스 기재로 사용한 일반 편광자를 흡수축 0도로 하여 부착하였다.
상기 비교예 2의 구조는 하기 도 3에 개략적으로 나타내었다.
< 실험예 1 >
상기 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 따라 패널에 부착된 편광판의 광학특성을 측정하여 하기 표 1, 도 4 및 도 7에 나타내었다. 하기 도 4는 실시예 2 및 비교예 2에 따른 결과이고, 도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 결과이다.
패널 내 위치에 따른 광학특성 편차 요인을 배제하기 위해 동일 패널의 동일위치로 측정하여 비교하였다.
평가에 이용한 패널은 IPS mode의 12.3" 제품이며, 광학측정기로 Eldim社 EZ contrast 160R를 이용하여 black 휘도 와 white 휘도를 계측하여 비교예와 상대비교 하였다.
[표 1]
Figure pat00001
여기서 C/R은 white휘도 / black 휘도 값을 나타내는 명암비를 의미하며, 상기 data는 방위각 0도, 극각 0도인 정면 에서의 black, white에서의 휘도 값의 상대비를 보여준다. 상기 실시예 1의 C/R 값이 +54%인 것은 비교예 1 대비하여 54% 증가하였다는 것을 의미하는 것이고, 상기 실시예 2의 +59%는 비교예 2 대비하여 59% 증가하였다는 것을 의미하는 것이다.
모두 반파장판을 포함하는 편광판이 패널의 하부에 위치하였을 때 보다 패널의 상부에 위치하였을 경우가 C/R이 약 50% 이상 상승한다는 것을 명확히 알 수 있다.
< 실시예 3>
상부 편광자의 흡수축을 0도로 하고 하부에 광축이 67.5도인 λ/4 파장판 2장을 차례로 적층하고, 여기에 광축이 22.5도인 λ/4 파장판 2장을 차례로 하부에 적층하여 구성하였다. 이때 적용된 λ/4 파장판의 R(450)/R(550)는 0.86으로 R(450)은 450nm에서의 retardation을 의미하며, R(550)은 550nm에서의 retardation을 의미한다. 이 편광판 구조를 액정층의 상부에 위치하고, 하부에는 편광자 흡수축을 0도로 하여 구성하였다.
상기 실시예 3의 구조는 하기 도 10에 개략적으로 나타내었다.
< 실시예 4>
상부 편광자의 흡수축을 0도로 하고 하부에 광축이 22.5도인 λ/4 파장판 2장을 차례로 적층하고, 여기에 광축이 67.5도인 λ/4 파장판 2장을 차례로 하부에 적층하여 구성하였다. 이때 적용된 λ/4 파장판의 R(450)/R(550)는 0.86으로 R(450)은 450nm에서의 retardation을 의미하며, R(550)은 550nm에서의 retardation을 의미한다. 이 편광판 구조를 액정층의 상부에 위치하고, 하부에는 편광자 흡수축을 0도로 하여 구성하였다.
상기 실시예 4의 구조는 하기 도 10에 개략적으로 나타내었다.
< 비교예 3>
상부 편광자의 흡수축을 0도로 하고 하부에 광축이 79도인 λ/2 파장판과 광축이 45도인 λ/2 파장판, 그리고 광축이 11도인 λ/2 파장판 1장씩을 각각 차례로 적층하였다. 이 때 적용된 λ/2 파장판의 R(450)/R(550)는 0.86으로 R(450)은 450nm에서의 retardation을 의미하며, R(550)은 550nm에서의 retardation을 의미한다. 이 편광판 구조를 액정층의 상부에 위치하고, 하부에는 편광자 흡수축을 0도로 하여 구성하였다.
상기 비교예 3의 구조는 하기 도 11에 개략적으로 나타내었다.
< 실험예 2 >
상기 실시예 3 및 4와 비교예 3에 따라 구성된 구조를 Techwiz 1D 프로그램을 이용하여 black state에서의 광학특성을 시뮬레이션하여 표 2 및 도 12에 나타내었다.
[표 2]
Figure pat00002
여기서 정면 black 휘도는 방위각 0도, 극각 0도에서의 휘도를 의미하며, 시야각 black max는 전 방위각 및 전 극각에서 가장 balck 휘도가 높은 부분의 값을 의미한다.
상기 결과와 같이, 상부 편광자와 액정 패널 사이에, 직선 편광을 85도 내지 95도로 회전시키는 파장판을 포함하고, 상기 파장판은 4개의 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 4개의 λ/4 파장판 중 어느 두 개의 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 20도 내지 25도이고, 다른 두 개의 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 65도 내지 70도인 경우에, 이 각도를 벗어난 범위로 편광 회전층을 구성하는 경우보다 편광을 효과적으로 회전하여 정면 CR(Contrast Ratio)을 보다 효과적으로 상승시킬 수 있다.
10: 상부 편광자
20: 하부 편광자
30: 액정 패널
40: 점착제
50: λ/4 파장판
60: λ/2 파장판

Claims (11)

  1. 상부 편광자; 하부 편광자; 및 상기 상부 편광자와 하부 편광자 사이에 구비되는 액정 패널을 포함하고,
    상기 상부 편광자 및 하부 편광자는 흡수축이 서로 평행하도록 구비되며,
    상기 상부 편광자와 상기 액정 패널 사이에, 직선 편광을 85도 내지 95도로 회전시키는 파장판을 포함하며,
    상기 액정 패널은 수평배향액정모드인 것인 액정 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 파장판은 1개 또는 2개의 λ/2 파장판(half wave plate)을 포함하는 것인 액정 표시 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 파장판은 1개의 λ/2 파장판(half wave plate)을 포함하고,
    상기 1개의 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 40도 내지 50도, 또는 130도 내지 140도인 것인 액정 표시 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 파장판은 2개의 λ/2 파장판(half wave plate)을 포함하고,
    상기 2개의 λ/2 파장판 중 어느 하나의 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 20도 내지 25도이고, 다른 하나의 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 65도 내지 70도인 것인 액정 표시 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 파장판은 2개 또는 4개의 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하는 것인 액정 표시 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 파장판은 2개의 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고,
    상기 2개의 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 40도 내지 50도, 또는 130도 내지 140도인 것인 액정 표시 장치.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 파장판은 4개의 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고,
    상기 4개의 λ/4 파장판 중 어느 두 개의 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 20도 내지 25도이고, 다른 두 개의 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 65도 내지 70도인 것인 액정 표시 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 파장판과 액정 패널 사이에 시야각 보상필름을 추가로 포함하는 것인 액정 표시 장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 파장판과 상부 편광자 사이에 시야각 보상필름을 추가로 포함하는 것인 액정 표시 장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 편광자 및 하부 편광자는 각각 독립적으로 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자인 것인 액정 표시 장치.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 액정 패널은 IPS(In Plane Switching) 모드 액정 패널, 또는 PLS(Plane to Line Switching) 모드 액정 패널인 것인 액정 표시 장치.
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