KR20220141110A - 액정표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정셀; 상기 액정셀의 양면에 편광자 및 제1 위상차층을 포함하는 제1 편광판; 편광자 및 제2 위상차층을 포함하는 제2 편광판이 각각 적층되고, 상기 제1 위상차층은 포지티브 C층과 포지티브 B층을 포함하며, 상기 포지티브 C층의 두께방향 위상차값은 -180 nm 내지 -100 nm이고, 상기 액정셀의 배향 방향과 제2 편광판의 흡수축이 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시소자에 관한 것이다.

Description

액정표시소자{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 사면 시야각이 개선된 액정표시소자에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 또는 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display. OLED) 등의 표시 장치를 이용한 박형 표시 장치가 큰 주목을 받고 있다. 특히 이들 박형 표시 장치는 터치 스크린 패널(touch screen panel) 형태로 구현되어, 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC 뿐만 아니라, 각종 웨어러블 기기(wearable device)에 이르기까지 휴대성을 특징으로 하는 각종 스마트 기기(smart device)에 널리 사용되고 있다.
그러나 이의 여러 우수한 특성에도 불구하고 좁은 시야각이 대표적인 단점으로 지적되고 있다. 액정표시소자는 액정의 초기배열, 전극구조 및 액정의 물성에 따라 모드가 나누어지며, 예를 들어, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(수직 배향) 모드, IPS(면내 스위칭) 모드, FFS(프린지 필드 스위칭; Fringe Field Switching) 모드 등이 알려져 있다.
구동 방법에 따라 LCD의 화소 구조도 다르다. TN 방식, VA 방식의 LCD의 화소에서는 한 쌍의 기판 중 한쪽에 화소 전극이 형성되고 다른 쪽에 공통 전극이 형성되고, 화소 전극과 공통 전극 사이에 2개의 기판 면에 수직인 전계를 형성하여 액정분자의 배향을 제어함으로써, 화소의 투과율을 제어한다.
FFS 방식은 하부 기판 내에서 절연막을 사이에 두고 화소 전극과 공통 전극이 대향하여 형성된다. FFS 방식에서 대개 공통 전극은 아래쪽에 평면으로 설치되고 화소 전극은 복수 패턴이 슬릿을 두고 서로 평행하게 형성되며, 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계(프린지 필드)에 의하여 액정 분자의 배열이 기판에 거의 평행하게 제어되기 때문에, FFS 모드는 시야각이 넓고, 투명전극을 사용하여 IPS에 비해 투과율이 높다는 특징이 있다.
다만, IPS 또는 FFS 모드 액정표시소자에서는 액정분자가 횡전계를 따라 동일 평면상에서 회전하게 되므로, 액정분자의 굴절율 이방성에 의한 계조반전을 방지할 수 있게 되어 상하방향이나 좌우방향의 시야각 특성이 향상되지만 화면의 대각선방향에서의 시야각 특성은 향상되지 않는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0033623호는 아크릴계 필름 및 네가티브(negative) C 플레이트를 포함하는 IPS 모드 액정장치용 위상차 필름 및 액정표시장치를 개시하고 있으나, FFS 모드에 적용하는 경우, 당 업계에서 요구되는 사면 시야각의 조건을 만족하지 못하는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0033623호(2015.04.01. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 사면 시야각이 우수한 액정표시소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 액정셀; 상기 액정셀의 양면에 편광자 및 제1 위상차층을 포함하는 제1 편광판; 편광자 및 제2 위상차층을 포함하는 제2 편광판이 각각 적층되고, 상기 제1 위상차층은 포지티브 C층과 포지티브 B층을 포함하며, 상기 포지티브 C층의 두께방향 위상차값(Rth)은 -180 nm 내지 -100 nm이고, 상기 액정셀의 배향 방향과 제2 편광판의 흡수축이 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시소자를 제공한다.
본 발명에 따른 액정표시소자는 편광판의 배향각도를 조정함에 따라 사면휘도를 낮춤과 동시에 빛샘을 방지하여 사면 시야각이 우수한 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 액정표시소자의 구성을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 비교예 1에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 비교예 2에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 비교예 3에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 비교예 4에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 비교예 5에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 비교예 6에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 직접 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 개재되어 있는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 공간적으로 상대적인 용어인 「아래」, 「저면」, 「하부」, 「위」, 「상」, 「상부」 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 층 등의 성 요소들과 다른 층 등의 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 「아래」 또는 「하부」로 기술된 소자는 다른 소자의 「위」또는 「상」에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 「아래」는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
<액정표시소자>
본 발명에 따른 액정표시소자는 특정 위상차값을 갖는 포지티브 C층 상에 포지티브 B층이 적층된 구조를 포함하며, 편광판의 배향각도를 조정함에 따라 사면휘도를 낮춤과 동시에 빛샘을 방지하여 사면 시야각이 우수한 효과를 갖는다.
구체적으로, 본 발명에 따른 액정표시소자는 액정셀; 상기 액정셀의 양면에 편광자 및 제1 위상차층을 포함하는 제1 편광판; 편광자 및 제2 위상차층을 포함하는 제2 편광판이 각각 적층되고, 상기 제1 위상차층은 포지티브 C층과 포지티브 B층을 포함하며, 상기 포지티브 C층의 두께방향 위상차값(Rth)은 -180 nm 내지 -100 nm이고, 상기 액정셀의 배향 방향과 제2 편광판의 흡수축이 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시소자일 수 있다.
<액정셀>
본 발명에 따른 액정셀은 당 업계에서 일반적으로 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 한 쌍의 기판들 사이에 배치된 표시매체로서의 액정층을 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 한 쪽 기판(컬러필터 기판) 상에는 컬러필터 및 블랙 매트릭스가 제공될 수 있고, 다른 쪽 기판(액티브 매트릭스 기판) 상에는 액정의 전기광학 특성을 제어하기 위한 스위칭 소자(대표적으로는 TFT), 스위칭 소자에 기에트 신호를 제공하기 위한 스캐닝라인, 스위칭 소자에 소스 신호를 제공하기 위한 신호라인, 및 픽셀 전극과 카운터 전극이 제공될 수 있다. 상기 컬러필터는 액티브 매트릭스 기판 측에 제공될 수도 있다. 상기 기판들 간의 간격(셀 갭)은 스페이서에 의해 제어될 수 있으며, 기판들의 액정층과 접하는 측에, 예컨대 폴리이미드로 이루어진 배향막이 제공될 수도 있다.
본 발명에 따른 액정셀에 포함되는 액정분자는 러빙 방향으로 정렬되어 있다. 상기 러빙은 액정을 한 방향으로 정렬시키기 위한 기판표면 처리방식으로, 액정셀 기판을 천 등으로 일정 방향으로 문지르면, 문지르는 방향에 따라 액정 분자의 장축이 가지런하게 배열되는 것을 이용하는 방법이다.
본 발명의 액정셀은 시인 쪽에서 보았을 때, 제2 편광자의 흡수축은 액정셀 내의 액정분자의 배향 방향, 즉 러빙 방향과 평행하며, 제1 편광자의 흡수축은 액정셀 내의 액정분자의 배향 방향과 수직인 것을 특징으로 한다. 그러나, 상기 제2 편광자의 흡수축과 액정셀 내의 액정분자의 배향방향이 평행이 아닌 수직인 경우에는 광경로에 의해 시야각 보상이 효율이 상대적으로 낮아질 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 액정셀의 두께는 1 내지 7 ㎛이며, 보다 바람직하게는 2 내지 4 ㎛이다.
상기 액정셀의 구동 모드로서 임의의 적절한 구동 모드가 특별한 제한 없이 채용될 수 있으며, 예를 들면, STN(Super Twisted Nematic) 모드, TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In-Plane Switching)모드, VA(Vertical Aligned)모드, OCB(Optically Aligned Biregringence)모드, ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell)모드, FFS(Fringe-Field Switching)모드 등을 들 수 있으나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, FFS(Fringe-Field Switching)모드가 사용되는 경우 보다 효과적인 사면 시야각 개선효과를 기대할 수 있어 바람직할 수 있다.
<편광판>
본 발명에서 제1 편광판과 제2 편광판은 상기 액정셀의 양면에 각각 적층될 수 있으며, 상기 제1 편광판과 제2 편광판은 각각 편광자 및 제1 위상차층; 및 편광자 및 제2 위상차층을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 "제1" 및 "제2"는 구성상 차이를 명확히 하기 위하여 구분 지은 것으로, 바람직하게는 제1 편광판은 시인측에 제2 편광판은 광원측에 배치될 수 있다.
제1 위상차층
본 발명에서 제1 편광판에 포함되는 제1 위상차층은 상기 액정셀의 일면에 적층될 수 있으며, 상기 액정셀과 제1 편광자 사이에 구비되어 광의 편광상태를 변경시키는 역할을 할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 제1 위상차층은 포지티브 C층과 포지티브 B층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1 위상차층이 포지티브 C층 및 포지티브 B층을 포함함으로써 편광된 광의 경로를 변화시키는 역할을 할 수 있으며, 특히 FFS모드 액정표시소자에서 경사면에서의 광누설을 방지하는 역할을 할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 포지티브 B층은 본 발명에 있어서 이축필름 제작 공정의 적용이 가능하여 두께방향의 위상차의 제어가 용이하므로 적절한 위상차 제작 측면에서 바람직하다.
구체적으로, 본 발명에 따른 상기 제1 위상차층은 포지티브 C층 상에 포지티브 B층이 적층된 구조 또는 포지티브 B층 상에 포지티브 C층이 적층된 구조를 포함할 수 있다.
또한, 액정셀/포지티브 C층/포지티브 B층 순으로 포지티브 C층 상에 포지티브 B층이 적층된 경우, 액정셀의 배향 방향과 포지티브 B층의 광축이 평행하여야 하고,
액정셀/포지티브 B층/포지티브 C층 순으로 포지티브 B층 상에 포지티브 C층이 적층된 경우에는 액정셀의 배향 방향과 포지티브 B층의 광축이 수직(90˚)인 것을 특징으로 한다.
상기 적층 순서에 따른 액정셀 및 광축의 방향을 만족함으로써, 보다 효율적으로 위상차 제어를 통하여 사면휘도를 낮춤과 동시에 빛샘을 방지하여 사면 시야각이 우수한 효과를 제공할 수 있다.
위상차층 또는 위상차필름은 일축필름(uniaxial film)과 이축필름(biaxial film)으로 분류할 수 있다. 일축필름은 하나의 광학축만을 갖는 비등방성 복굴절 필름이고 이축필름은 두 개의 광학축을 갖는 비등방성 복굴절 필름이다. 이러한 위상차필름 중 일축필름은 광학축의 방향 및 크기에 따라 A층 필름과 C층 필름으로 구분될 수 있으며, 이축필름은 B층 필름으로 구분된다.
A층 필름은 y축 방향의 굴절률(ny)과 z축 방향의 굴절률(nz)이 서로 동일하고(ny=nz), x축 방향의 굴절률(nx)은 y축 방향의 굴절률(ny) 및 z축 방향의 굴절률(nz)과 다른 것을 특징으로 한다(nx≠ny=nz). 또한, A층 필름의 경우 x축 방향의 굴절률(nx)이 y축 방향의 굴절률(ny)보다 큰 경우 포지티브 A층 필름 또는 양성 A층 필름으로 구분하고(nx>ny=nz), x축 방향의 굴절률(nx)이 y축 방향의 굴절률(ny) 보다 작으면 네거티브 A층 필름 또는 음성 A층 필름으로 구분할 수 있다(nx<ny=nz).
B층 필름은 x축 방향의 굴절률(nx), y축 방향의 굴절률(ny) 및 z축 방향의 굴절률(nz)이 서로 다른 값을 가지는 것을 특징으로 한다. 또한, B층 필름의 경우, x축 방향의 굴절률(nx), y축 방향의 굴절률(ny) 및 z축 방향의 굴절률(nz)의 크기에 따라 포지티브(양성) B층 필름, 네거티브(음성) B층 필름 및 Z축 연신 B층 필름으로 분류할 수 있다. 포지티브(양성) B층 필름은 nz>nx>ny, 네거티브(음성) B층 필름은 nx>ny>nz 및 Z축 연신 B층 필름은 nx>nz>ny의 굴절률 값을 갖는다.
C층 필름은 x축 방향의 굴절률(nx)과 y축 방향의 굴절률(ny)이 서로 동일하고(nx=ny), z축 방향의 굴절률(nz)이 x축 방향의 굴절률(nx) 및 y축 방향의 굴절률(ny)과 다른 것을 특징으로 한다(nx=ny≠nz). 또한, C층 필름의 경우 x축 방향의 굴절률(nx) 및 y축 방향의 굴절률(ny)이 z축 방향의 굴절률(nz)보다 작은 경우, 포지티브 C층 필름 또는 양성 C층 필름으로 구분하고(nx=ny<nz), x축 방향의 굴절률(nx)및 y축 방향의 굴절률(ny)이 z축 방향의 굴절률(nz)보다 큰 경우 네거티브 C층 필름 또는 음성 C층 필름으로 구분할 수 있다(nx=ny>nz).
또한, 위상차층 또는 위상차필름의 위상차 값의 경우, 굴절률(nx)와, y축방향의 굴절률(ny) 및 z축방향의 굴절률(nz)에 의해 결정될 수 있으며, 하기 수학식 1 및 2로부터 계산된 값을 의미할 수 있다.
[수학식 1]
Re = (nx - ny) Х d
상기 수학식 1에서, Re는 수평방향에서의 위상차값(retadation value)이고, nx ≥ ny이며, d는 필름의 두께이다.
[수학식 2]
Rth = [{(nx + ny)/2} - nz] Х d
상기 수학식 2에서, Rth는 두께방향에서의 위상차값이고, nx ≥ ny이며, d는 필름의 두께이다.
구체적으로, 일반적으로 nx, ny 및 nz 굴절률 값은 광원의 파장에 대한 언급이 없는 경우 가장 쉽게 얻을 수 있는 589 nm에 대한 광특성을 기준으로 하며, 상기 수학식 1의 Re는 빛이 위상차필름의 법선방향(수직방향)을 통과했을 때 실질적인 위상차인 정면 또는 수평방향에서의 위상차값을 의미하고, 상기 수학식 2의 Rth는 면내 평균굴절률(nx 및 ny)에 대한 두께방향의 굴절률(nz)의 차이를 나타낸 두께방향에서의 위상차값을 의미한다.
본 발명에 따른 제1 위상차층에 포함되는 상기 포지티브 C층 필름의 경우, 수평방향 위상차값(Re)은 -5 내지 5 nm이고, 바람직하게는 -2 내지 2 nm일 수 있다. 또한, 상기 포지티브 C층 필름의 두께방향 위상차값(Rth)은 -180 내지 -100 nm이고, 바람직하게는 -160 내지 -130 nm일 수 있다.
상기 범위를 만족하는 경우, 편광된 광경로의 보상특성에 의하여 경사면에서의 광누설을 방지할 수 있다. 반면, 상기 범위를 벗어나는 경우 경사면에서의 광누설이 나타나는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 제1 위상차층에 포함되는 상기 포지티브 C층 필름의 두께는 0.3 내지 1.0 ㎛ 일 수 있다. 상기 두께범위를 만족하는 경우 디스플레이의 박형화를 달성할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따른 제1 위상차층에 포함되는 상기 포지티브 B층의 경우, 수평방향 위상차값(Re)은 80 내지 160 nm이고, 바람직하게는 100 내지 140 nm일 수 있다. 또한 두께방향 위상차값(Rth)은 70 내지 145 nm이고, 바람직하게는 90 내지 120 nm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 편광된 광경로 변화에 의하여 경사면에서의 광누설을 방지하는 이점이 있다. 반면, 상기 범위를 벗어나는 경우 경사면에서의 광누설이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 제1 위상차층에 포함되는 상기 포지티브 B층의 두께는 20 내지 70 ㎛ 일 수 있다. 상기 두께범위를 만족하는 경우 내구성 조건에서 편광자의 수축 또는 팽창 거동에 의한 변화를 억제함으로써, 경사면에서의 광누설 방지 효과를 지속적으로 유지가 가능한 장점이 있어 바람직하다.
본 발명의 제1 위상차층에 포함되는 상기 포지티브 C층 필름은 본 발명에서 제시하는 위상차값 등의 광학특성을 만족하는 것이라면 그 종류를 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸마테크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택된 것으로 제조할 수 있다.
또한, 상기 제1 위상차층은 연신타입 필름으로 제조되는 것일 수 있으며, 위상차층의 연신 방법은 고정단 연신과 자유단 연신으로 구분될 수 있다. 고정단 연신은 필름의 연신 공정 중 연신하는 방향 이외의 다른 방향의 길이를 고정시키는 방법이고, 자유단 연신은 필름의 연신 공정 중 연신하는 방향 이외의 다른 방향에 자유도를 부여하는 방법이다. 통상 필름은 연신하면 연신 방향 이외의 다른 방향은 수축하게 되나 Z축 배향필름의 경우 연신 이외에 별도의 수축 공정이 요구될 수도 있다.
연신 시 롤(Roll) 상태의 필름이 풀리는 방향은 MD방향(Machine Direction, 기계 방향)이라고 하며, 이에 수직한 방향을 TD방향(Transverse Direction)이라고 한다. 자유단 연신의 경우 MD방향으로 연신하는 것이고, 고정단 연신은 TD방향으로 연신하는 것을 의미한다.
연신방법(단, 1차 공정만 적용했을 때)에 따라 nz의 값이 달라질 수 있으며, 이 외에도 위상차층은 1차 연신 이외에 2차 연신 및 첨가물 적용 등의 추가 공정을 적용하여 지상축(Slow Axis)의 방향, 위상차값 및 nz의 값 등의 광학특성을 제어할 수 있으므로, 이는 본 발명의 구성을 만족하기 위해 다양하게 적용될 수 있는 사항이며, 당 업계에 알려진 일반적인 공정을 적용할 수 있는 내용으로 본 발명에서 그 내용을 구체적으로 한정하지는 않는다.
또한, 필요에 따라 상기 포지티브 C층 필름 및 포지티브 B층 필름 사이 또는 상하부에 접착제층 또는 배향막을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 위상차층에 포함되는 상기 포지티브 B층 필름은 시클로올레핀폴리머(COP)인 것이 바람직하다. 시클로올레핀 폴리머 필름인 경우, 위상차의 조절이 용이하여 바람직하다.
제2 위상차층
본 발명에 따른 상기 제2 위상차층은, 제1 편광판에 대하여 액정셀의 반대면에 부착되는 제2 편광판에 포함되는 층으로서, 상기 액정셀과 제2 편광자 사이에 구비되어 광의 편광상태를 변경시키는 역할을 하며, 전술한 제1 위상차층의 필름 구성과 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 제2 위상차층의 구성 및 위상차값은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 이축연신형 필름을 포함할 수 있고, 제2 위상차층의 Re 및 Rth는 각각 -5 내지 5 nm인 것이 광경로를 보상해주는 측면에서 바람직하다.
편광자
본 발명의 액정표시소자는 전술한 바와 같이 제1 편광판 및 제2 편광판을 포함하며, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판은 각각 제1 편광자 및 제2 편광자를 포함한다.
본 발명에 따른 제1 및 제2 편광자는 입사하는 자연광을 원하는 단일 편광상태(선편광 상태)로 바꿔주는 역할을 하는 광학필름으로서, 편광자 형성용 필름을 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세, 건조하는 등의 단계를 포함하는 공정에 따라 제조된 당 분야에서 통상적으로 사용되는 편광자일 수 있다.
상기 제1 및 제2 편광자로서는, 이색성 물질, 즉 요오드에 의해 염색 가능한 필름이라면 그 종류가 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리비닐알코올(PVA) 필름, 탈수 처리된 폴리비닐알코올 필름, 탈염산 처리된 폴리비닐알코올 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 필름, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름, 셀룰로오스 필름, 이들의 부분적으로 검화된 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서 면내에서 편광도의 균일성을 강화하는 효과가 우수할 뿐만 아니라 요오드에 대한 염색 친화성이 우수하다는 점에서 폴리비닐알코올계 필름이 바람직하다.
상기 편광자를 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 제조할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 85 내지 100 몰%, 바람직하게는 90 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 98 내지 100 몰%일 수 있다.
폴리아세트산비닐계 수지의 예로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 또는 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체의 구체적인 예로는, 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 불포화 아민류, 비닐 에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
또한, 폴리비닐알코올계 수지는 변성될 수도 있으며, 예를 들면, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 또는 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000, 바람직하게는 1,500 내지 5,000 이다.
상기 폴리비닐알코올계 수지를 막으로 형성시켜 편광자로 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 막 형성 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 공지된 다양한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 1축 연신하는 공정; 연신된 필름을 2색성 색소로 염색하여 상기 색소를 흡착시키는 공정; 색소가 흡착된 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정; 및 수세하는 공정을 통하여 제조할 수 있다.
1축 연신은 색소로 염색 전에 행할 수도 있고, 염색과 동시에 행할 수도 있으며, 염색 후에 행할 수도 있다. 1축 연신을 염색 후에 행하는 경우에는, 1축 연신을 붕산 처리 전에 행할 수도 있고, 붕산 처리 중에 행할 수도 있으며, 붕산 처리 후에 행할 수도 있다. 또한, 복수의 단계에서 1축 연신을 행할 수 있다. 1축 연신 방법으로는, 원반 필름을 상이한 롤 사이에서 1축 연신하거나, 열 롤을 이용하여 1축 연신을 할 수 있다. 또한, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신으로 행할 수 있고, 용제로 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신으로 행할 수 있다. 상기 1축 연신 과정에서 연신배율은 통상 3 내지 8 배이다.
폴리비닐알코올계 필름을 2색성 색소로 염색하기 위해서는, 공지의 방법에 따라 행할 수 있으며, 예를 들어 2색성 색소를 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하여 염색할 수 있다. 2색성 색소로서 구체적으로는, 요오드 또는 2색성 염료가 이용될 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은 염색 처리전에 물에 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우는 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은 물 100 중량부당 0.01 내지 1 중량부이고, 요오드화칼륨의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 0.5 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 염색에 이용하는 수용액의 온도는 20 내지 40 ℃이고, 상기 수용액에 대한 침지 시간은 20 내지 1,800 초일 수 있다.
2색성 색소로서 2색성 염료를 이용하는 경우는 수용성 2색성 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법 등으로 수행될 수 있다. 상기 수용액에 있어서의 2색성 염료의 함유량은, 물 100 중량부 당 1Х10-4 내지 10 중량부, 바람직하게는 1Х10-3 내지 1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 수용액은 추가로 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 함유할 수 있다. 염색에 이용하는 염료 수용액의 온도는 20 내지 80 ℃이고, 상기 수용액에 대한 침지 시간은 10 내지 1,800 초일 수 있다.
2색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 행해진다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 붕산의 양은, 물 100 중량부당 2 내지 15 중량부, 바람직하게는 5 내지 12 중량부로 포함될 수 있다.
2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 상기 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 요오도화칼륨은, 물 100 중량부당 0.1 내지 15 중량부, 바람직하게는 5 내지 12 중량부로 포함될 수 있으며, 붕산 함유 수용액에 대한 침지 시간은, 60 내지 1,200 초, 바람직하게는 150 내지 600 초, 보다 바람직하게는 200 내지 400 초일 수 있다. 상기 붕산 함유 수용액의 온도는, 50 ℃이상이고, 바람직하게는 50 내지 85 ℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80 ℃일 수 있다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 수세 처리될 수 있다. 상기 수세 처리는, 예를 들면 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행해진다. 수세 처리에 있어서의 바람직한 물의 온도는 5 내지 40 ℃이고, 침지 시간은 1 내지 120 초이다.
수세 후에는 건조 처리를 통하여 편광자를 얻을 수 있다. 상기 건조 처리는 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용할 수 있다. 건조 처리의 온도는 30 내지 100 ℃, 바람직하게는 50 내지 80 ℃이고, 건조 처리의 시간은 60 내지 600 초이고, 바람직하게는 120 내지 600 초이다.
본 발명에 따른 편광자의 두께는 5 내지 50 ㎛이고, 바람직하게는 10 내지 35 ㎛일 수 있다. 편광자의 두께가 5 ㎛ 미만인 경우, 편광자 연신 공정시 공정성 및 양산성이 부족한 문제가 있고, 50 ㎛를 초과하는 경우 편광판의 박형화를 달성할 수 없는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 시인 쪽에서 바라보았을 때, 제2 편광자의 흡수축은 액정셀 내의 액정분자의 배향 방향, 즉 러빙 방향과 평행하며, 제1 편광자의 흡수축은 액정셀 내의 액정분자의 배향 방향과 수직인 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 제1 편광자와 제2 편광자의 흡수축은 서로 직교하게 배치될 수 있다.
본 발명에서 직교란 두 흡수축이 서로 90°인 경우뿐만 아니라, 상기 90°를 기준으로 ±10°까지의 오차 범위까지 포함하는 경우를 의미한다.
보호필름층
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전술한 제1 편광판 및 제2 편광판은 각각 보호필름층을 더 포함할 수 있다. 이때, 보호필름의 위치는 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니나, 일 실시형태에 따르면, 각각에 포함되는 편광자에서 액정셀을 향하는 면의 타면에 위치할 수 있다.
이 때, 보호필름층에 적층되는 각 구성은 예를 들면, 보호필름, 보호필름 상에 형성된 표면처리층 및 표면보호필름 등을 들 수 있으며, 보호필름층에 포함되는 구성은 편광자 등의 층을 보호하기 위해 더 부가될 수 있는 구성으로, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 수지 필름층이라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 보호필름으로서는 투명성이 있는 플라스틱 필름이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 보호필름으로는, 예를 들어, 노르보넨이나 다환 노르보넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀룰로오스 등의 셀룰로오스 화합물; 에틸렌아세트산비닐공중합체, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리우레탄 및 폴리에폭시 중에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 미연신, 1축 또는 2축 연신 필름을 사용할 수 있다.
상기 보호필름의 두께는 특별히 제한되지는 않으나 8 내지 1,000㎛이고, 바람직하게는 40 내지 100㎛일 수 있다. 상기 보호필름의 두께가 8㎛ 미만이면 필름의 강도가 저하되어 가공성이 떨어지게 되고, 1000㎛ 초과이면 투명성이 저하되거나 편광판의 중량이 커지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 표면처리층은 표면처리성 코팅 조성물을 상기 보호필름에 도포함으로써 형성할 수 있으며, 상기 표면처리성 코팅 조성물은 투광성 수지, 투광성 입자, 광중합 개시제 및 용제를 포함할 수 있다.
상기 투광성 수지는 광경화형 수지이며, 상기 광경화형 수지는 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머 및/또는 모노머를 포함할 수 있다. 상기 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머로는 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트 등을 통상적으로 사용하며, 우레탄 (메타)아크릴레이트가 바람직하다. 상기 모노머는 통상적으로 사용하는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 광경화형 관능기로 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화기를 분자내에 갖는 모노머가 바람직하고, 그 중에서도 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머가 바람직하다.
상기 투광성 입자는 당해 기술분야에서 사용하는 것으로 표면처리성을 부여할 수 있는 입자라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 투광성 입자로는 예를 들어 실리카 입자, 실리콘 수지입자, 멜라민계 수지입자, 아크릴계 수지입자, 스티렌계 수지입자, 아크릴-스티렌계 수지입자, 폴리카보네이트계 수지입자, 폴리에틸렌계 수지입자, 염화비닐계 수지입자 등을 사용할 수 있다. 상기 예시한 투광성 입자들은 각각 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 투광성 입자의 평균 입경은 1 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 상기 투광성 입자의 평균 입경이 1㎛ 미만인 경우에는 표면처리층 표면에 요철을 형성하기가 어려워 표면처리성이 낮아지게 되며, 10㎛ 초과인 경우에는 표면처리층의 표면이 거칠어져 시인성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 당해 기술분야에서 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 광중합 개시제로는, 예를 들어, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아세토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 및 벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 용제는 당해 기술분야에서 용제로 알려진 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 상기 용제로는, 예를 들어, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브, 1-메톡시-2-프로판올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 표면처리성 코팅 조성물은 상기한 성분들 이외에도, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 성분들, 예를 들어 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적 고분자화 금지제, 레벨링제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등이 추가적으로 포함될 수 있다.
상기 표면처리층은 상기 표면처리성 코팅 조성물을 보호필름의 일면 또는 양면에 도포하고 건조한 다음, UV 경화시켜 형성시킬 수 있다.
상기 표면처리성 코팅 조성물은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아, 스핀코팅 등 공지된 방식을 적절히 사용하여, 보호필름에 도공(Coating Process)할 수 있다.
상기 표면처리성 코팅 조성물을 보호필름에 도포한 후에는, 30 내지 150 ℃의 온도에서 10 초 내지 1 시간 동안, 보다 구체적으로는 30 초 내지 30 분 동안 휘발물을 증발시켜 건조시킨 다음, UV광을 조사하여 경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 구체적으로 약 0.01 내지 10 J/㎠일 수 있으며, 보다 구체적으로 0.1 내지 2J/㎠일 수 있다. 이 때, 형성되는 표면처리층의 두께는 구체적으로 1 내지 30 ㎛, 보다 구체적으로 1.5 내지 10 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 표면보호필름은 상기 표면처리층 상에 적층되어, 상기 표면처리층이 외부로 노출되는 것을 방지하여 외부의 물리적 충격을 막아주는 역할을 한다.
상기 표면보호필름은 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 위치한 점착제층을 포함한다. 상기 기재 필름은 특별히 제한되지 않으나, 투명성을 가지는 셀룰로오스, 폴리카보네이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 필름, 폴리에테르설폰과 같은 폴리에테르계 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로나 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 또는 에틸렌 프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 필름 등이 사용될 수 있다. 상기 기재 필름에는 점착제와의 기재 밀착성을 향상시키기 위하여 일면 또는 양면에 표면처리를 실시하거나 프라이머 처리를 할 수 있음은 물론이며, 대전방지층, 방오층 등을 설치할 수도 있다.
상기와 같은 기재 필름에 점착제층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 기재 필름 표면에 직접 바코터 등을 사용하여 점착제를 도포, 건조시키는 방법, 점착제를 박리성 기재 표면에 도포하고 건조시킨 후, 상기 박리성 기재 표면에 형성된 점착제층을 기재 필름 표면에 전사하고 숙성시키는 방법 등이 적용될 수 있다. 상기 점착제는 고분자 바인더, 가교제 등으로 구성될 수 있다. 상기 고분자 바인더는 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리비닐알콜계 수지, 에폭시계 수지, 폴리비닐피롤리돈계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리에틸렌글리콜계 수지, 펜타에리스리톨계 수지 등과 같은 유기계 바인더, 또는 실리케이트와 같은 무기계 바인더를 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 특히 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지가 바람직하다. 가장 바람직하게는 아크릴계 수지를 사용한다. 상기 가교제는 카르복실기 또는 수산기 등과 반응하여 점착제의 응집력을 높여주는 작용을 한다. 상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 또는 금속 킬레이트계 화합물 등을 사용할 수 있다. 상기 점착제는 필요에 따라 대전방지제, 실란계 커플링제 또는 점착성 부여 수지를 추가로 포함할 수 있다.
상기 표면보호필름의 두께는 20 내지 100 ㎛, 바람직하게는 30 내지 80 ㎛일 수 있으며, 상기 두께 범위를 만족하는 경우 우수한 편광판의 외관 품질 개선을 달성할 수 있다.
접착제
접착제 또는 점착제(Adhesives)는 본 발명에 따른 액정셀, 위상차층, 편광자 및 보호필름층 등의 각 구성 간의 접합 또는 결합을 위해 사용될 수 있다.
상기 접착제로서는, 당 업계에서 사용되는 통상의 접착제라면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 수계 접착제를 사용할 수 있다.
상기 수계 접착제로서는, 이소시아네이트계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리에스테르, 수계 이액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 예시할 수 있다. 수계 접착제는 통상 수용액으로 이루어지는 접착제로서 사용되고, 통상 0.5 내지 60 중량%의 고형분을 함유하여 이루어진다. 그 중에서도 탈이온수 또는 폴리비닐알코올계 수지 수용액이 바람직하다.
접착제로서 이용하는 폴리비닐알코올계 수지에는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모 폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올계 공중합체, 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등이 있다. 또한, 상기 수계 접착제에는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등이 첨가제로서 첨가될 수 있다.
상기 접착제의 점도는 5 내지 100 cP 일 수 있다. 상기 범위로 포함되는 경우, 편광자 표면에 대한 퍼짐성이 확보되어 슬릿코터, 슬릿다이코터 등에서 공정성을 확보할 수 있다.
상기 접착제의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 10 nm 내지 200 nm 일 수 있다.
접착제를 이용한 각 구성 간의 결합방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 유연법, 메이어 바 코팅법, 그라비아코팅법, 다이 코팅법, 침지 코팅법, 분무법 등에 의해 편광자 및/또는 보호 필름의 점착면에 접착제를 도포하고, 양자를 중첩시키는 방법을 들 수 있으며, 접착 효율을 향상시키기 위하여, 접착제를 이용하여 결합하기 전에 접착제가 도포되는 면에 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임 처리 등의 개질 처리를 실시할 수도 있다.
본 발명의 제1 편광판 및 제2 편광판은 당 업계에서 일반적으로 사용하는 공정방법을 적용하여 제조될 수 있는 것으로, 본 발명에서는 그 방법을 구체적으로 한정하지 않으나, 예를 들면, 롤 투 롤(Roll to Roll)공정, 매엽접합(Sheet to Sheet) 등이 적용될 수 있다. 통상 수율 및 제조 공정 상의 효율성 등을 고려하면 롤 투 롤(Roll to Roll) 공정을 적용하는 것이 바람직할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 액정표시소자의 구성을 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 액정표시소자의 구조는 일 예로서, 광원(40), 제2 편광판(20), 액정셀(30), 제1 편광판(10)이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.
상기 제1 편광판(10) 및 제2 편광판(20)은 각각 액정셀(30)로부터 위상차층(11, 21), 편광자(14, 24) 및 보호필름층(15, 25)이 순차적으로 적층된 구조일 수 있으며, 제1 위상차층(11)은 포지티브 C층(12)과 포지티브 B층(13)을 포함할 수 있다.
또한, 액정셀(30)의 배향 방향 또는 러빙(Rubbing) 방향과 제2 편광자(24)의 흡수축은 서로 평행한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 이하의 실시예 및 비교예에서 함량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예
하기 실시예 및 비교예는 LCD광학시뮬레이션 프로그램인 TECH WIZ LCD 1D POLAR(사나이 시스템, KOREA)에서 시뮬레이션을 실시하여 광시야각 효과를 확인하였다.
실시예 1
본 발명에 따른 각 편광판, 액정셀 및 광원을 하기 도 1과 같은 구조로 TECH LCD 1D(사나이시스템, KOREA) 상에 적층하였다.
이 때, 상기 액정셀(30)은 BOE사 판넬(32”)에 적용된 것을 사용하였고 컬러필터의 흡수를 고려하지 않았다. 광원(40)으로는 LOOK 320 ADS 유케어(M3293), 제이씨현시스템㈜에 탑재된 실측 데이터를 사용하였다.
한편, 본 발명의 실시예 1에서 사용된 각각의 구성층(광학 필름)은 하기와 같은 광학적 물성을 갖는 것을 사용하였다.
먼저, 제1 편광판(10) 및 제2 편광판(20)의 편광자(14, 24)는 PE-4500 (쿠라레이社)을 사용하였다. 액정셀(30)의 배향 방향을 0˚로 하였으며, 제1 편광자(14)의 흡수축을 90˚, 제2 편광자(24)의 흡수축을 0˚으로 하여 사용하였다.
각 필름의 방향에 따른 내부굴절률 차이로 인해 생기는 광학특성은 광원 550 nm을 기준으로, 제1 위상차층(11)의 포지티브 B층(13)으로 수평방향 위상차값(Re)이 115 nm이고, 두께방향 위상차값(Rth)이 104 nm인 것을 사용하였으며, 포지티브 C층(12)은 두께방향 위상차값(Rth)이 -150 nm인 것을 사용하였다.
또한, 제1 편광판(10)의 바깥부분에 위치한 보호필름(15)은 스미토모社 아크릴 기재를 사용하였으며, 제2 편광판(20)의 바깥부분에 위치한 보호필름(25)은 스미토모社 아크릴 기재를 사용하여 액정표시소자를 제조하였다.
도 2는 실시예 1에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다. 도 2를 참조하면, 45도 경사면에서의 광누설이 적은 것을 확인할 수 있다. 또한, 측면 휘도 비율은 위상차 보상이 이루어지지 않은 편광판 100 % 기준 대비 7 %로 나타났으며, 이를 통해 45도 경사면에서의 광누설 보상이 이루어짐을 확인할 수 있다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 필름의 방향에 따른 내부굴절률 차이로 인해 생기는 광학특성은 광원 550 nm을 기준으로, 제1 위상차층(11)의 포지티브 B층(13)으로 수평방향 위상차값(Re)이 130 nm이고, 두께방향 위상차값(Rth)이 118 nm인 것을 사용하였으며, 포지티브 C층(12)은 두께방향 위상차값(Rth)이 -140 nm인 것을 사용하여 액정표시장치를 제조하였다.
도 3은 실시예 2에 따른 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다. 도 3을 참조하면, 45도 경사면에서의 광누설이 적은 것을 확인할 수 있다. 측면 휘도 비율 측정결과 6 %로 나타났으며, 이를 통해 45도 경사면에서의 광누설 보상이 이루어짐을 확인할 수 있다.
비교예 1 내지 6 제조
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 각 구성의 값을 하기 표 1의 값으로 하여 비교예 1 내지 6의 액정표시장치를 제조하였다.
액정셀(30) 배향방향(˚) 제1 편광자(14) 흡수축(˚) 제2 편광자(24) 흡수축(˚) 포지티브B층(13) 위상차값(nm) 포지티브C층(12) 위상차값(Rth,nm)
Re Rth
비교예 1 0 90 0 0 0 0 nm
비교예 2 0 90 0 130 118 -90 nm
비교예 3 0 90 0 130 118 -200 nm
비교예 4 0 90 0 65 59 -140 nm
비교예 5 0 90 0 173 156 -140 nm
비교예 6 0 0 90 115 104 -150 nm
상기 비교예 1 내지 6에 대한 빛샘 이미지 시뮬레이션 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 측면 휘도 비율은 비교예 1을 기준으로 하여 비교예 1 대비 측면 휘도 비율로 나타내었다.
측면 휘도 비율 빛샘 이미지
비교예 1 100 % 도 4
비교예 2 53 % 도 5
비교예 3 39 % 도 6
비교예 4 65 % 도 7
비교예 5 79 % 도 8
비교예 6 300 % 도 9
상기 표 2 및 도 4 내지 9에 따르면, 액정셀의 배향방향과 제2 편광자의 흡수축이 평행이 아닌 경우 또는 본 발명에 따른 포지티브 C층 및 B층의 위상차 값을 벗어나는 경우 측면 휘도 비율이 과도하게 높아 사면 시야각이 불량한 것을 확인할 수 있다.
10: 제1 편광판 20: 제2 편광판
11: 제1 위상차층 21: 제2 위상차층
12: 포지티브 C층 24: 제2 편광자
13: 포지티브 B층 25: 제2 보호필름
14: 제1 편광자 30: 액정셀
15: 제1 보호필름 40: 광원(백라이트)

Claims (7)

  1. 액정셀;
    상기 액정셀의 양면에 편광자 및 제1 위상차층을 포함하는 제1 편광판; 편광자 및 제2 위상차층을 포함하는 제2 편광판이 각각 적층되고,
    상기 제1 위상차층은 포지티브 C층 및 포지티브 B층을 포함하며,
    상기 포지티브 C층의 두께 방향 위상차값(Rth)은 -180 nm 내지 -100 nm이고,
    상기 액정셀의 배향 방향과 제2 편광판의 흡수축이 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 위상차층의 수평방향 위상차값(Re)은 -5 nm 내지 5 nm이고, 두께방향 위상차값(Rth)은 -5 nm 내지 5 nm인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 편광자와 제2 편광자의 흡수축은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는, 액정표시소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위상차층에 포함되는 포지티브 B층의 수평방향 위상차값(Re)은 80 nm 내지 160 nm이고, 두께방향 위상차값(Rth)은 70 내지 145 nm인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 편광판과 제2 편광판은 각각 보호필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액정셀은 FFS(Fringe Field Switching)모드 액정셀인 것을 특징으로 하는, 액정표시소자.
  7. 제1항에 있어서,
    측면 휘도 비율이 10 % 이하인 것을 특징으로 하는, 액정표시소자.
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