KR20230133719A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20230133719A
KR20230133719A KR1020220031050A KR20220031050A KR20230133719A KR 20230133719 A KR20230133719 A KR 20230133719A KR 1020220031050 A KR1020220031050 A KR 1020220031050A KR 20220031050 A KR20220031050 A KR 20220031050A KR 20230133719 A KR20230133719 A KR 20230133719A
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crystal display
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optical pattern
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김진우
박다능
주영현
오영
위동호
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

액정 패널; 및 상기 액정 패널의 광 출사면에 적층된 시인측 편광판을 포함하는 액정표시장치로서, 상기 시인측 편광판은 굴절률이 서로 다른 제1수지층 및 제2수지층을 포함하는 패턴층을 포함하고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에는 복수의 음각의 광학 패턴; 및 상기 음각의 광학 패턴과 이웃하는 상기 음각의 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부를 구비하고, 상기 액정표시장치는 식 1을 만족하고, 상기 음각의 광학 패턴은 종횡비가 0.3 이상인 것인, 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 구동 상태에서 대각 명암비가 우수하며, 모아레 및 레인보우가 발생하지 않아서 외관이 우수한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 백라이트 유닛에서 나온 광이 액정 패널을 통해 출사됨으로써 작동된다. 따라서, 액정표시장치의 화면 중 정면에서는 명암비(contrast ratio, CR)가 좋다. 그러나, 액정표시장치의 화면 중 대각은 정면 대비 명암비가 떨어질 수 밖에 없다. 이에, 명암비와 시야각을 개선하기 위하여 소정의 형상을 갖는 패턴을 갖는 패턴부가 도입된 편광판을 시인측 편광판으로 사용하는 방법이 고려되고 있다.
패턴부는 측면에서의 명암비와 시야각을 개선하는 효과를 제공할 수는 있다. 그러나, 액정표시장치 중 액정 패널은 컬러 필터 내에 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 구비하는 미세 단위의 픽셀을 복수개 포함하는데, 이러한 픽셀은 표시장치의 구동 시 상기 패턴부와 함께 모아레 및 레인보우를 발생시킬 수 있음이 본 발명자에 의해 확인되었다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2018-0047569호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 구동 상태에서 대각 명암비가 우수하고, 모아레 및 레인보우가 발생하지 않아서 외관이 우수한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 액정표시장치이다.
액정표시장치는 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 광 출사면에 적층된 시인측 편광판을 포함하고, 상기 시인측 편광판은 굴절률이 서로 다른 제1수지층 및 제2수지층을 포함하는 패턴층을 포함하고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에는 복수개의 음각의 광학 패턴; 및 상기 음각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 음각의 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부를 구비하는 패턴부가 형성되어 있고, 상기 액정표시장치는 하기 식 1을 만족하고, 상기 음각의 광학 패턴은 종횡비가 0.3 이상이다:
[식 1]
7 ≤ P2/P1 ≤ 85
(상기 식 1에서,
P1은 상기 패턴부의 주기(단위: ㎛)
P2는 상기 액정 패널 중 하나의 픽셀에서 상기 음각의 광학 패턴의 최대폭과 동일 방향에서의 폭(단위: ㎛)).
본 발명은 구동 상태에서 대각 명암비가 우수하고, 모아레 및 레인보우가 발생하지 않아서 외관이 우수한 액정표시장치를 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 액정표시장치의 일부 사시도이다.
도 2는 컬러 필터의 일부 확대 평면도이다.
도3은 본 발명에서 P2를 설명하는 개념도이다.
도 4는 본 발명에서 P2를 설명하는 개념도이다.
도 5는 시인측 편광판의 일부 단면도이다.
도 6은 음각의 광학 패턴의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)", "바로 위" 또는 "직접적으로 형성" 또는 "직접적으로 접하여 형성"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "면내 방향 위상차(Re)"는 파장 550nm에서의 값이고, 하기 식 A로 표시된다:
<식 A>
Re = (nx - ny) x d
(상기 식 A에서, nx, ny는 파장 550nm에서 각각 보호층의 지상축(slow axis) 방향, 진상축(fast axis) 방향의 굴절률이고, d는 보호층의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 수치 범위 기재시 "X 내지 Y"는 "X≤ 그리고 ≤Y"를 의미한다.
본 발명의 액정표시장치는 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 광 출사면에 적층된 시인측 편광판을 포함하고, 상기 시인측 편광판은 굴절률이 서로 다른 제1수지층 및 제2수지층을 포함하는 패턴층을 포함하고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에는 복수개의 음각의 광학 패턴; 및 상기 음각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 음각의 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부를 구비하는 패턴부가 형성되어 있고, 상기 액정표시장치는 하기 식 1을 만족하고, 상기 음각의 광학 패턴은 종횡비가 0.3 이상이다:
[식 1]
7 ≤ P2/P1 ≤ 85
(상기 식 1에서,
P1은 상기 패턴부의 주기(단위: ㎛)
P2는 상기 액정 패널 중 하나의 픽셀에서 상기 음각의 광학 패턴의 최대폭과 동일 방향에서의 폭(단위: ㎛)).
본 발명은 상기 패턴부를 구비하는 시인측 편광판을 갖는 액정표시장치에 있어서, 상기 패턴부 중 수 개의 요소 및 액정 패널 중 픽셀의 수 개의 요소 중에서도 패턴부의 주기 및 액정 패널 중 하나의 픽셀에서 특정 방향에서의 폭 간의 비율을 특정 비율로 조절함으로써 우수한 대각에서의 명암비를 제공함과 동시에 패턴부와 픽셀의 적층으로 인한 모아레 및 레인보우를 없게 하여 외관이 우수한 액정표시장치를 제공하였다. 패턴부 중 음각의 광학 패턴의 폭만을 조절하면 패턴 가공 및 형성이 불량하거나 목적으로 하는 대각 명암비를 달성하지 못하는 문제점이 있을 수 있다. 픽셀 중 화소의 폭만 조절하면 해상도가 부족하거나 개구율이 낮아 소비 전력이 높아지는 문제점이 있을 수 있다.
상기 P2/P1이 7 미만이면 모아레가 여전히 시인되고, P2/P1이 85를 초과하면 레인보우가 시인되거나 시인측 편광판 중 패턴층의 제조가 어려워지므로 목적으로 하는 측면 명암비를 달성하지 못하는 문제점이 있을 수 있다. 바람직하게는, 상기 P2/P1이 8 내지 30, 10 내지 30이 될 수 있다.
이하, 첨부 도 1 내지 도 6을 참조하여, 액정표시장치를 설명한다.
액정표시장치는 액정 패널(100), 시인측 편광판(200) 및 광원측 편광판(300)를 구비한다.
액정 패널
액정 패널(100)은 서로 대향하는, 광 입사면 및 광 출사면을 구비한다. 광 입사면은 광원측 편광판(300)의 하부면에 배치되는 광원(도 1에서 도시되지 않음)으로부터 출사되는 광(내부광)이 액정 패널로 입사되는 면이다. 광 출사면은 액정 패널에 입사된 광이 시인측 편광판(200) 쪽으로 출사되는 면이다.
일 구체예에서, 액정 패널(100)은 실질적으로 직교하는, 장변인 수평 방향과 단변인 수직 방향으로 구성되어 직사각형 모양을 가질 수 있다.
액정 패널(100)은 서로 대향하는 상부 투명 기판 및 하부 투명 기판, 및 투명 기판들 사이에 개재된 액정층(이상, 도 1에서 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 액정층은 VA(vertical alignment), IPS(in plane switching), TN(twisted nematic), FFS(fringe field switching), PVA(patterned vertical alignment) 모드 또는 S-PVA(super-patterned vertical alignment) 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되지는 않는다.
액정 패널(100)은 상술 상부 투명 기판, 하부 투명 기판 중 어느 하나에 형성되며 서로 대향하는 컬러 필터 및 TFT를 포함할 수 있다. 컬러 필터는 복수 개의 화소를 갖는 픽셀이 배열되어 있어 광의 명암비를 높이는데 도움을 줄 수 있다. 일 구체예에서, 컬러 필터는 액정 패널 중 액정층의 상부에 배치될 수 있다.
컬러 필터 중 복수 개의 픽셀은 액정 패널의 장변 방향과 단변 방향으로 각각 배열되어 있다. 도 2를 참조하여 설명한다.
본 명세서에서 "하나의 픽셀"은 도 2를 참조하면, 적색 화소(1), 녹색 화소(2), 및 청색 화소(3)로 이루어진 총 3개의 화소, 및 각각의 화소를 서로 이격시키는 블랙 매트릭스(4)을 포함하는 화소 집합체로 정의된다. 각각의 화소는 정사각형 또는 직사각형 형태를 가질 수 있다. 하나의 픽셀에서 각각의 화소는 일 방향으로 배열되어 있으며 서로 동일한 크기 및 모양을 갖는다.
도 2에서 보여지는 바와 같이, 컬러 필터에서 복수 개의 픽셀은 액정 패널의 장변 방향과 단변 방향으로 각각 배열되어 있으며, 장변 방향으로는 적색 화소(1), 녹색 화소(2), 청색 화소(3)의 순서로 반복적으로 배열되어 있으며, 단변 방향으로는 적색 화소(1) 단독, 녹색 화소(2) 단독, 청색 화소(3) 단독으로 각각 일 방향으로 배열되어 있을 수 있다.
도 3에서와 같이 시인측 편광판 중 패턴부의 음각의 광학 패턴의 최대폭의 방향이 액정 패널의 단변 방향일 때, 식 1 중 P2는 하나의 픽셀 중 어느 한 화소의 세로 방향의 폭과 세로 방향의 1개의 블랙 매트릭스 폭의 합(B + D)으로 정의된다. 일 구체예에서, P2는 50㎛ 내지 1000㎛, 구체적으로, 150㎛ 내지 950㎛, 150㎛ 내지 500㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 식 1 중 P2/P1의 비에 용이하게 도달될 수 있다.
도 4에서와 같이 시인측 편광판 중 패턴부의 음각의 광학 패턴의 최대폭의 방향이 액정 패널의 장변 방향일 때, P2는 하나의 픽셀 중 각 화소의 가로 방향의 폭의 합과 가로 방향의 3개의 블랙 매트릭스 폭의 합(3A + 3C)으로 정의된다. 일 구체예에서, P2는 50㎛ 내지 1000㎛, 구체적으로 150㎛ 내지 950㎛, 150㎛ 내지 500㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 식 1 중 P2/P1의 비에 용이하게 도달될 수 있다.
하나의 픽셀에서 각각의 화소의 가로 방향의 폭(A)은 10㎛ 내지 300㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 200㎛, 각각의 화소의 세로 방향의 폭(B)은 폭 (A)보다는 크고, 50㎛ 내지 900㎛, 구체적으로 80㎛ 내지 500㎛, 각각의 블랙 매트릭스의 가로 방향의 폭(C) 또는 세로 방향의 폭(D)은 각각 2㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 4㎛ 내지 80㎛이 될 수 있다.
액정 패널(100)에 있어서, P2는 서로 동일한 것이 바람직할 수 있다.
시인측 편광판
시인측 편광판(200)은 액정 패널(100)의 광 출사면에 적층되어 액정 패널로부터 입사되는 광을 출사시키며 정면 및 대각에서의 명암비를 현저하게 개선할 수 있다.
시인측 편광판(200)은 편광자(210), 패턴층(220) 및 보호층(230)을 구비한다.
패턴층(220)은 편광자(210)의 광 출사면에 적층될 수도 있고 또는 편광자(210)의 광 입사면에 적층될 수도 있다. 바람직하게는, 패턴층(220)은 편광자의 광 출사면에 적층될 수 있다. 상기 "광 출사면"은 광원(도 1에서 도시되지 않음)으로부터 출사되는 광(내부광)이 편광자로부터 출사되는 면이다. "광 입사면"은 액정 패널(100)로부터 입사된 광이 편광자에 입사되는 면이다.
패턴층(220)은 서로 굴절률이 다른 제1 수지층(221) 및 제2수지층(222)을 구비한다. 편광판은 편광자(210)로부터 제1수지층(221), 제2수지층(222)의 순서로 적층되어 있다.
제1수지층(221)과 제2수지층(222)의 계면에는 패턴부가 형성되어 있다. 패턴부는 소정의 단면 형상을 갖는 음각의 광학 패턴(223) 및 음각의 광학 패턴(223)과 이웃하는 음각의 광학 패턴(223) 사이에 구비되는 평탄부(224)를 구비할 수 있다.
P1은 하나의 음각의 광학 패턴(223)의 최대폭(W)과, 상기 음각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 하나의 평탄부(224)의 폭(L)의 합(W+L)으로 정의된다. P1은 7㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 11㎛ 내지 34㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 식 1 중 P2/P1의 비에 용이하게 도달될 수 있다.
패턴부에 있어서, P1은 서로 동일한 것이 바람직할 수 있다.
음각의 광학 패턴(223)은 스트라이프(stripe)형으로서, 복수 개의 음각의 광학 패턴은 액정 패널(100)에 대해 일 방향으로 배열되어 있을 수 있다.
일 구체예에서, 도 3에서와 같이, 음각의 광학 패턴은 액정 패널의 단변 방향과 동일한 방향으로 배열될 수 있다. 이때, 음각의 광학 패턴의 최대폭의 방향은 픽셀 중 각 화소의 세로 방향과 동일 방향이 된다.
다른 구체예에서, 도 4에서와 같이, 음각의 광학 패턴은 액정 패널의 장변 방향과 동일한 방향으로 배열될 수 있다. 이때, 음각의 광학 패턴의 최대폭의 방향은 픽셀 중 각 화소의 가로 방향과 동일 방향이 된다.
패턴부는 하기 식 2를 만족하고, 음각의 광학 패턴(223)은 밑각(θ)이 75° 내지 90°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 휘도 손실을 최소화하면서도 대각 빛샘을 억제하여 대각 명암비를 개선할 수 있고, 정면 명암비와 대각 명암비의 차이를 감소 시킬 수 있다:
[식 2]
1 < P1/W ≤ 10
(상기 식 2에서, P1은 패턴부의 주기(단위:㎛),
W은 음각의 광학 패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
밑각(θ)은 음각의 광학 패턴(223)의 측면 중 음각의 광학 패턴(223)의 최대폭(W)와 바로 연결되는 측면의 일부가 음각의 광학 패턴(223)의 최대 폭(W)이 이루는 각을 의미한다. 바람직하게는, 밑각(θ)이 80° 내지 90°, 식 2 중 P1/W은 1.2 내지 8이 될 수 있다.
음각의 광학 패턴(223)은 제1수지층(221) 쪽에서 제2수지층(222) 쪽으로 돌출되어 형성된 광학 패턴을 의미할 수 있다.
음각의 광학 패턴(223)은 종횡비(최대폭(W)에 대한 최대 높이(H)의 비)가 0.3 이상이다. 상기 범위에서, 대각 명암비 개선에 도움을 줄 수 있다. 바람직하게는, 종횡비는 0.6 이상, 더 바람직하게는 0.6 내지 3, 1.1 내지 2가 될 수 있다.
음각의 광학 패턴(223)의 최대폭(W)은 패턴부의 주기(P1) 중 30% 이상 100% 미만, 예를 들면 35% 내지 70%, 50% 내지 70%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 모아레, 및 레인보우 시인 억제 효과를 더 얻을 수 있다.
음각의 광학 패턴(223)은 최대폭(W)이 3㎛ 내지 50㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 30㎛, 5㎛ 내지 20㎛, 최대 높이(H)가 3㎛ 내지 50㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 30㎛, 5㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 종횡비에 용이하게 도달될 수 있고, 대각 명암비 개선 효과를 제공할 수 있다.
일 구체예에서, 음각의 광학 패턴은 이웃하는 광학 패턴 간에 최대폭(W)이 서로 동일하며, 이웃하는 광학 패턴 간에 최대 높이(H)가 서로 동일할 수 있다. 일 구체예에서, 음각의 광학 패턴은 길이 방향으로 최대 높이(H)가 동일할 수 있다.
음각의 광학 패턴(223)은 정상부에 형성된 제1면(225) 및 제1면과 연결되는 양쪽 측면(제1측면(226)과 제2 측면(227))을 구비할 수 있다.
제1면(225)은 음각의 광학 패턴(223)의 정상부에 형성되어 음각의 광학 패턴(223)으로부터 입사된 광이 출사됨으로써 휘도를 높일 수 있다. 제1면(225)은 전체적으로 평면이 될 수도 있다. 제1면(225)의 최대폭은 3㎛ 내지 45㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 30㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 종횡비에 용이하게 도달될 수 있고, 대각 명암비 개선 효과를 제공할 수 있다.
제1측면(226), 제2 측면(227)은 각각 1개 이상 예를 들면 1개 내지 3개의 평면으로 이루어질 수도 있다.
일 구체예에서, 도 5에서와 같이 제1측면(226), 제2 측면(227)은 각각 1개의 평면으로 이루어질 수도 있다.
다른 구체예에서, 도 6에서와 같이, 제1측면, 제2 측면은 각각 2개 이상의 평면으로 이루어질 수 있다. 이때 각각의 평면은 밑각이 서로 다를 수 있다. 상기 '밑각(θ)'은 음각의 광학 패턴의 측면 중 음각의 광학 패턴(W)의 최대폭(W)와 바로 연결되는 측면의 일부와 광학 패턴의 최대폭(W)이 이루는 각도를 의미한다. 측면은 제1수지층 쪽에서 제2수지층 쪽으로 볼록한 다각형면(도 6의 (A))일 수 있고 또는 제1수지층 쪽에서 제2수지층 쪽으로 오목한 다각형면(도 6의 (B))일 수 있다. 밑각(θ)은 60° 내지 90°, 예를 들면 75° 내지 90°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
예를 들면, 광학 패턴의 단면은 사다리꼴, 직사각형, 또는 정사각형 등의 N각형(N은 3 내지 10의 정수)일 수 있다.
측면은 1개 이상 예를 들면 1개 내지 3개의 곡면으로 이루어질 수도 있다.
일 구체예에서, 측면은 1개의 곡면으로 이루어질 수도 있다. 다른 구체예에서, 측면은 2개 이상의 곡면으로 이루어질 수 있으며, 이때 각각의 곡면은 제1광학 패턴의 최대폭에 대한 밑각이 서로 다를 수 있다. 상기 '밑각(θ)'은 측면 중 해당 곡면 중 높이 1/2 지점의 접선과 음각의 광학 패턴의 최대폭(W)이 이루는 각도를 의미한다.
이때, 측면은 제1수지층 쪽에서 제2수지층 쪽으로 볼록한 곡면일 수 있고 또는 제1수지층 쪽에서 제2수지층 쪽으로 오목한 곡면일 수 있다. 밑각은 60° 내지 90°, 예를 들면 75° 내지 90°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
음각의 광학 패턴(223) 및 이웃하는 음각의 광학 패턴(223)은 평탄부(224)에 의해 서로 이격되어 형성될 수 있다. 평탄부(224)는 편광자로부터 수직으로 입사되는 광을 출사시킴으로써 휘도를 높일 수 있다. 평탄부(224)의 최대폭(L)은 0㎛ 초과 40㎛ 이하, 구체적으로 3㎛ 내지 25㎛, 4㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 대각 명암비 개선 효과를 제공할 수 있고 정면 명암비와 대각 명암비의 차이를 감소시킬 수 있다.
제1수지층(221)은 음각의 광학 패턴(223)의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴(228)이 형성될 수 있다.
제2수지층(222)은 제1수지층(221) 대비 굴절률이 높을 수도 있고 낮을 수도 있다. 바람직하게는, 제2수지층(222)이 제1수지층(221) 대비 굴절률이 높음으로써 시인성 개선 효과가 더 우수할 수 있다.
제1수지층(221)과 제2수지층(222)의 굴절률 차이는 0.2 이하, 예를 들면 0.1 내지 0.2가 될 수 있다. 상기 범위에서, 대각 명암비 개선에 도움을 줄 수 있다. 일 구체예에서, 제1수지층(221)은 굴절률이 1.53 미만, 예를 들면 1.30 이상 1.53 미만, 제2수지층(222)은 굴절률이 1.53 이상, 예를 들면 1.53 내지 1.70이 될 수 있다.
편광자(210)는 면내 광 흡수축 및 광 투과축을 구비함으로써, 액정 패널로부터 입사된 광을 편광시켜 출사킬 수 있고, 출사된 편광은 패턴층으로 투과될 수 있다. 광 흡수축은 편광자의 MD(machine direction), 광 투과축은 편광자의 TD(transverse direction)일 수 있다.
일 구체예에서, 음각의 광학 패턴은 편광자의 광 흡수축과 동일 방향으로 배열될 수 있다.
편광자(210)는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수시켜 제조된 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자는 폴리비닐알콜계 필름을 사용해서 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 사용하여 제조될 수 있다.
편광자(210)는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
보호층(230)은 광 투과층으로서, 패턴층을 통과하여 확산된 광을 투과시킬 수 있다.
보호층(230)은 소정 범위의 위상차를 갖는 위상차 필름 또는 등방성 광학 필름이 될 수 있다. 일 구체예에서, 보호층은 Re가 8,000nm 이상, 구체적으로10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과, 더 구체적으로 10,100nm 내지 15,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 얼룩이 시인되지 않게 할 수 있고, 제2수지층과 제1수지층의 적층체를 통해 확산된 광의 확산 효과가 더 커질 수 있다. 다른 구체예에서, 보호층은 Re가 60nm 이하 구체적으로 0nm 내지 60nm 더 구체적으로 40nm 내지 60nm의 등방성 광학필름이 될 수도 있다. 상기 범위에서 시야각을 보상하여 화상 품질을 좋게 할 수 있다. 상기 "등방성 광학필름"은 nx, ny, nz가 실질적으로 동일한 필름을 의미하며, 상기 "실질적으로 동일한"은 완전히 동일한 경우뿐만 아니라 약간의 오차를 포함하는 경우를 모두 포함한다. 바람직하게는, 보호층은 Re가 8,000nm 이상, 구체적으로 10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과인 위상차 필름이 될 수 있다.
보호층(230)은 두께가 30㎛ 내지 120㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 80㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다. 보호층(500)은 가시광 영역에서 광 투과도가 80% 이상 구체적으로 85% 내지 95%가 될 수 있다. 보호층(230)은 광학 투명 수지를 1축 또는 2축 연신한 필름을 포함할 수 있다. 구체적으로, 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르, 아크릴, 시클릭올레핀폴리머(COP), 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리노르보르넨, 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 보호층은 폴리에스테르 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 보호층은 상술한 수지의 변성 후 제조된 필름을 포함할 수도 있다. 상기 변성은 공중합, 브랜칭, 가교 결합, 또는 분자 말단의 변성 등을 포함할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 보호층(230)의 적어도 일면에는 기능성 층이 추가로 형성됨으로써 추가적인 기능을 제공할 수 있다. 기능성 코팅층은 프라이머층, 하드 코팅층, 내지문성층 등이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
광원측 편광판
광원측 편광판(300)은 편광자, 편광자의 적어도 일면에 적층된 보호층을 포함할 수 있다. 편광자는 상기 시인측 편광판 중 설명된 편광자와 실질적으로 동일할 수 있다. 보호층은 상기 시인측 편광판 중 설명된보호층과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 광원측 편광판(300)과 액정 패널(100) 사이에는 휘도를 높여주는 반사형 프리즘, 확산 시트 등이 추가로 적층될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
(1)시인측 편광판 제조
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(TA-053, Toyobo)을 준비하였다. 상기 PET 필름의 하부면에 제2수지층용 조성물(SSC-6030, 신아T&C)을 소정의 두께로 코팅하여 코팅층을 형성하고 상기 코팅층에 광학 패턴과 평탄부를 인가한 다음 경화시켜 제2수지층을 형성하였다. 제2수지층에 제1수지층용 조성물(SSC-4560, 신아 T&C)을 상기 형성된 광학 패턴과 평탄부에 일면에 도포하고 경화시켜 제1수지층을 형성함으로써, 하기 표 1에서의 사양을 갖는 패턴층을 형성하였다.
폴리비닐알콜계 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자(두께: 13㎛)를 제조하였다.
상기 제조한 편광자의 상부면에 상기 패턴층을 상기 편광자로부터 제1수지층, 제2수지층의 적층 순서가 되도록 합지시키고, 상기 제조한 편광자의 하부면에 시클릭올레핀폴리머(COP) 필름(ZEON社)을 접착시켜, PET 필름 - 패턴층(제2수지층의 굴절률: 1.62, 제1수지층의 굴절률: 1.47) - 편광자 - COP 필름의 순서로 적층된 편광판을 제조하였다.
(2)광원측 편광판 제조
(1)을 참고하여 편광자를 제조하고, (1)을 참고하여, PET 필름 - 편광자 - COP 필름의 순서로 적층된 편광판을 제조하였다.
(3)액정 표시 장치용 모듈의 제조
액정층(VA 액정)을 갖는 액정 패널에 시인측 편광판과 광원측 편광판을 각각 액정 패널의 광 출사면과 광 입사면에 합지하여 모듈을 제조하였다. 이때, 시인측 편광판 중 음각의 광학 패턴의 배열 방향/픽셀의 배열 방향을 하기 표 1과 같이 조절하고, 음각의 광학 패턴의 주기 P1, 하나의 픽셀의 주기 P2를 하기 표 1과 같이 조절하였다.
실시예 2 내지 실시예 5
실시예 1에서, 하기 표 1에서와 같이, 식 1 중 P1, P2 및 P2/P1를 변경하고 배열 방향을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 모듈을 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 3
실시예 1에서, 하기 표 1에서와 같이, 식 1 중 P1, P2 및 P2/P1를 변경하고 배열 방향을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 모듈을 제조하였다.
비교예 4
실시예 1에서, 하기 표 1에서와 같이, 음각의 광학 패턴 및 픽셀을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 모듈을 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 모듈에 대하여 하기 표 1의 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1)모아레: 모아레 현상 유무를 육안평가하였고, 평가결과 모아레 현상이 없는 경우 0, 모아레 현상이 심할수록 1 ~ 4 수준으로 나타내었다. 0~1 수준인 경우 ◎, 2 수준인 경우 ○, 3~4 수준인 경우 X로 평가하였다.
(2)레인보우: 레인보우 현상 유무를 육안평가하였고, 평가결과 레인보우 현상이 없는 경우 0, 레인보우 현상이 심할수록 1 ~ 5수준으로 나타내었다. 0~1 수준인 경우 ◎, 2 수준인 경우 ○, 3 수준인 경우 △, 4~5 수준인 경우 X로 평가하였다.
(3)상대 대각 명암비: EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM社)를 이용하여 구면 좌표계 대각(Φ= 45° θ = 60°)에서 액정표시장치의 백색 모드(white mode) 및 흑색 모드(black mode)의 휘도값을 측정하였다.
(백색 모드의 대각 휘도값)/(흑색 모드의 대각 휘도값)을 계산하여 대각 명암비를 얻었고, 패턴부가 미구비된 액정표시장치의 대각 명암비를 100% 기준으로 하여, 실시예 내지 비교예의 대각 명암비가 120% 이상인 경우 ○, 120% 미만인 경우 X로 평가하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3 4
배열 방향 도 3 도 4 도 4 도 4 도 4 도 3 도 4 도 4 도 3
패턴부 W 6.6 6.6 6.6 17.8 17.8 17.8 12.7 4.3 6.7
H 5.2 5.2 5.2 21.5 21.5 21.5 10.1 4 1.9
L 4.4 4.4 4.4 16.2 16.2 16.2 11.3 5.9 4.3
P1 11 11 11 34 34 34 24 10.2 11
종횡비 0.79 0.79 0.79 1.21 1.21 1.21 0.80 0.93 0.28
픽셀 A 42.5 42.5 297.0 297.0 65.2 42.5 42.5 297.0 42.5
B 91.5 91.5 794.3 794.3 176.0 91.5 91.5 794.3 91.5
P2 157.5 157.5 932 932 242 157.5 157.5 932 157.5
P2/P1 14.32 14.32 84.73 27.41 7.12 4.63 6.56 91.4 14.32
모아레 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ X X ◎ ◎
레인보우 ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ X ◎
상대 대각 명암비 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ X
상기 표 1에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 구동 상태에서 모아레 및 레인보우가 발생하지 않아서 외관이 우수할 수 있다. 또한 대각 명암비를 좋게 할 수 있다.
반면에, 본 발명의 식 1 중 P2/P1이 7 미만인 비교예 1 내지 2는 모아레가 시인되는 문제점이 있었다. 본 발명의 식 1 중 P2/P1이 85를 초과하는 비교예 3은 레인보우가 시인되는 문제점이 있었다. 본 발명의 식 1 P2/P1 이외에, 패턴부 높이 H를 조절한 비교예 3은 대각 명암비 개선이 미흡한 문제점이 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (12)

  1. 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 광 출사면에 적층된 시인측 편광판을 포함하는 액정표시장치로서,
    상기 시인측 편광판은 굴절률이 서로 다른 제1수지층 및 제2수지층을 포함하는 패턴층을 포함하고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에는 복수개의 음각의 광학 패턴; 및 상기 음각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 음각의 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부를 구비하는 패턴부가 형성되어 있고,
    상기 액정표시장치는 하기 식 1을 만족하고, 상기 음각의 광학 패턴은 종횡비가 0.3 이상인 것인, 액정표시장치:
    [식 1]
    7 ≤ P2/P1 ≤ 85
    (상기 식 1에서,
    P1은 상기 패턴부의 주기(단위: ㎛)
    P2는 상기 액정 패널 중 하나의 픽셀에서 상기 음각의 광학 패턴의 최대폭과 동일 방향에서의 폭(단위: ㎛)).
  2. 제1항에 있어서, 상기 음각의 광학 패턴은 상기 액정 패널의 단변 방향과 동일한 방향으로 배열된 것인, 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 식 1 중 P2는 상기 하나의 픽셀 중 화소의 세로 방향의 폭과 세로 방향의 1개의 블랙 매트릭스 폭의 합인 것인, 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 음각의 광학 패턴은 상기 액정 패널의 장변 방향과 동일한 방향으로 배열된 것인, 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 식 1 중 P2는 상기 하나의 픽셀 중 각 화소의 가로 방향의 폭의 합과 가로 방향의 3개의 블랙 매트릭스 폭의 합인 것인, 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나의 픽셀은 적색 화소, 녹색 화소, 및 청색 화소로 이루어진 총 3개의 화소, 및 각각의 상기 화소를 서로 이격시키는 블랙 매트릭스를 포함하는 화소 집합체인 것인, 액정표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 액정 패널은 복수 개의 픽셀을 구비하고,
    상기 복수 개의 픽셀은 상기 액정 패널의 장변 방향과 단변 방향으로 각각 배열되어 있으며, 장변 방향으로는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 순서로 반복적으로 배열되어 있으며, 단변 방향으로는 적색 화소 단독, 녹색 화소 단독, 청색 화소 단독으로 각각 배열되어 있는 것인, 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 식 1 중 P1은 7㎛ 내지 50㎛, P2는 50㎛ 내지 1000㎛인 것인, 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 음각의 광학 패턴은 상기 편광자의 광 흡수축과 동일 방향으로 배열된 것인, 액정표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 음각의 광학 패턴은 단면이 N(N은 3 내지 10의 정수)각형 또는 측면에 곡면을 갖는 패턴인 것인, 액정표시장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 음각의 광학 패턴의 최대폭은 상기 패턴부의 주기(P1) 중 30% 이상 100% 미만인 것인, 액정표시장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 패턴부에서 상기 P1은 서로 동일하고, 상기 음각의 광학 패턴에서 최대폭은 서로 동일한 것인, 액정표시장치.

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