KR950001054B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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샤프 가부시끼가이샤
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Abstract

내용없음.

Description

액정표시장치
제1도는 위상판에 관해서 틸트각 ΦT 및 방위각 ΦA를 표시하는 사시도.
제2a도는 정의 광학이방성이 있는 일축연신고분자막에 있어서의 틸트각 ΦT와 리타데이션의 관계를 표시하는 그래프.
제2b도는 부의 광학이방성이 있는 일축연신고분자막에 있어서 틸트각 ΦT와 리타데이션 R과의 관계를 표시한 그래프.
제3도는 정의 광학이방성이 있는 포리카보네이트 막에 있어서 실칙된 리타데이션의 방위의존성을 표시한 그래프.
제4도는 위상판에 있어서 리타데이션의 방위각 ΦA에 대한 의존성을 표시하는 표시 다이아그램.
제5도는 트위스트형 액정표시 판넬에 있어서 리타데이션의 방위의존성의 일예를 표시하는 다이아그램.
제6도는 본 발명의 제1실시예에 의한 액정표시장치를 표시하는 분해단면도.
제7도는 제6도의 액정표시장치에 있어서 컴포넌트간의 광학적인 방위관계의 일예를 표시하는 다이아그램.
제8도는 제6도의 액정표시장치에 있어 12:00~6:00방향에 따라서 틸트각 ΦT에 의존하는 표시의 컨트라스트비를 표시한 그래프.
제9a도와 제9b도는 액정분자배향막의 배향축과 위상판의 지상축과 이루는 각도에 의존하는 채도를 표시하는 그래프.
제10도와 제11도는 편광판의 흡수축과 위상판의 지상축과 이루는 각도에 의존하는 컨트라스트비를 표시하는 그래프.
제12도는 제2실시예의 액정표시장치에 있어서 컴포넌트간의 방위관계를 표시하는 다이어그램.
제13도는 제2실시예의 액정표시장치에 있어서 12:00~6:00방향에 따르는 틸트각 ΦT에 의존하는 표시의 컨트라스트비를 표시하는 그래프.
제14도는 제3실시예에 의한 액정표시장치를 표시하는 분해단면도.
제15도는 제14도의 액정표시장치에 있어서 12:00~06:00방향에 따른 틸트각 ΦT에 의존하는 표시의 컨트라스트비를 표시하는 그래프.
제16도는 제14도의 액정표시장치에 있어서 정과부의 위상판의 리타데이션의 조합에 의존하는 시각범위를 표시하는 그래프.
제17도는 제4실시예에 의한 액정표시장치를 표시하는 분해단면도.
제18도는 제17도의 액정표시장치에 있어서 컴포넌트간의 방위관계를 표시하는 다이어그램.
제19도는 제17도에 액정표시장치에 있어서 3:00~9:00방향에 따른 틸트각 ΦT에 의존하는 표시의 컨트라스트비를 표시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정판넬 2 : 글라스기판
3 : 글라스기판 4 : 투명전극
5 : 투명전극 6 : 유기배향막
8 : 액정측 9 : 편광판
11 : 위상판
본 발명은 액정표시장치에 관해서, 특히 트위스트형 액정표시장치에 있어서 물드는것의 방지 및 컨트라스트의 개선에 관한 것이다.
[관련기술의 설명]
트위스트형 액정표시장치에 있어서 표시는 일반적으로 황색 녹색 또는 청색으로 착색하는 경향이지만, 광학보상판을 사용해서 색을 지우므로, 밝고 선명한 흑백표시를 얻을 수 있다. 이와 같은 기술에 의해서 트위스트형 액정표시장치의 표시의 질이 향상되고, 워드프로세스나 컴퓨터시스템등의 오피스 오토메이션 기기에 있어서 표시장치로서 트위스트형 액정표시장치를 이용할 수가 있다.
색이 지워진 트위스트형 액정표시장치로서, 2매의 적층된 트위스트형 액정판넬을 포함한 표시장치가 알려져 있다. 이와 같은 2층형의 액정표시장치에 있어서는 제1층의 동작용 액정판넬에서 생긴 착색이 제2층의 광학보상용 액정판넬에 의해서 색이 지워진다.
그러나, 2층형 액정표시장치는 통상의 1층형 액정표시장치에 비해서 부가적으로 또 한장의 액정판넬을 필요로 하므로 두께와 중량이 커진다는 문제가 있다.
이 문제를 해결하기위해서 광학보상판으로서 일축연신된 유기고분자막으로 만들어진 광학위상판을 사용하므로 색이 지워진 얇고 가벼운 트위스트형 액정표시장치가 특원평 1-262624(특개평 3-73921 : 1991년 3월 28일의 공개일)에 있어서 본 발명자들의 일부를 포함한 발명자들에 의해서 제안되어 있다(특개평 3-73921에 개시되어 있는 발명은 본원의 우선일에 있어서 공중에게 알려져 있지않음).
그러나 표시용액판넬과 역시 시광방향을 가진 광학보상용액정판넬을 설치한 2층형 액정표시장치에 비하여 특개평 3-73921에 있어서 제안되고 있는 것 같은 위상판을 설치한 액정표시장치에 있어서는 시각에 의존하는 착색이 쉽고, 무채색표시를 실현할 수 있는 바람직한 시각범위의 좁은 문제가 있다.
일축연신고분자막이 위상판으로서 사용되는것은 그것이 광학이방성을 갖고 있기 때문이다.
즉 일축연신고분자막은 복굴정성이 있어 연신방향과 이것게 직교하는 방향과에 있어서 서로다른 굴절율이 있다.
이 복굴절현상은 다른 진동면이 있는 다른 직선편광에 관해서 광학적 이방체가 다른 굴절율이 있기 때문에 발생한다. 광학매체중을 전판하는 방향에 의존하여 위상속도(또는 굴절율)가 변화하는 광을 이상광선이라하고, 전판방향에 의하지 않고 위상속도가 일정한 빛을 상광선이라한다.
그래서 상광선의 위상속도와 이상광선의 위상속도와의 사이에 의한 위상차는 '위상리타데이션'이라 부른다.
리타데이션 R, 이상광선에 관한 굴절율 ne, 상광선에 관한 굴절율 no 및 위상판의 두께 d사이에는 잘알려진 다음과 같은 관계가 있다.
R=△n×d △n =1ne-no1
굴절율 이방성 △n와 위상판의 두께 d와의 곱함으로 결정되는 리타데이션 △n.d는 빛이 그 위상판을 통과할때에 생기는 위상차를 결정하는 물리량이지만, 이 리타데이션의 값은 위상판에 관한 보는 방향의 틸트각 뿐만 아니라 방위각에 의존해서 변화한다.
제1도를 참조하면, 위상판 PH에 관한 보는 방향에 틸트각 ΦT와 방위각 ΦA가 표시되어 있다. 말하자면 일축연신된 포리카보네이트막의 위상판에 있어서 연신방향을 방위각 ΦA=0°와 일치시키면, ΦA=0°의 상태에서 틸트각 ΦT가 커지면 리타데이션은 감소한다. 그러나, 연신축방향과 직교하는 방위각 ΦA=90°의 상태로 틸트각 ΦT가 커지면 리타데이션은 증가한다.
따라서, 그와같은 위상판을 액정표시 판넬과 조합하여 표시의 색깔을 지울때, 틸트각 ΦT=0°일때에 완전한 색깔을 지울수 있도록 리타데이션 △n.d가 설정되더라도, 틸트각 ΦT가 커짐에 따라 위상판에 의한 리타데이션과 액정판넬에 의한 리타데이션과 사이의 보상관계는 무너진다.
즉 보는 방향의 틸트각 ΦT가 커지면 액정표시장치의 표시에 착색되어 또한 컨트라스트가 저하하므로, 바라는 시각범위가 좁은 문제가 있다.
[발명의 개요]
이상과 같은 관련기술을 고려하여, 본 발명의 목적은 넓은 시각범위에 이어서 충분한 컨트라스트로 선명한 무채색 표시를 얻을 수 있고 또한 얇고 경량인 트위스트형 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 액정표시장치는 투명한 제1과 제2의 기판사이에 끼워진 액정을 포함한 트위스트형 액정판넬과, 제1기판의 외측면상에 비치되어있어 1이상의 일축연신고분자막을 포함한 제1의 위상판그룹과, 제1의 위상판그룹상에 배치된 제1의 편광판과 제2의 외측면상에 배치되어 있어 1이상의 일축연신고분자막을 포함한 제2의 위상판그룹과, 제2의 위상판그룹상에 배치된 제2의 편광판과를 설비하고, 그들의 고분자막의 적어도 하나는 정의 광학이방성이 있고 또한 남은것은 부의 광학이방성을 갖고있다.
[실시예]
트위스트형 액정표시판넬을 통과한 상광선과 이광선의 상대적인 위상차는 위상판에 의한 리타데이션 △n.d에 의해서 지워지거나 또는 전광파의 위상이 갖추어져 이것에 의해 표시의 착색을 방지할 수가 있다.
통상의 위상판의 리타데이션 △n.d는 액정표시장치의 표시면에 수직한 방향, 즉 틸트각 ΦT=0°의 방향에서 봤을때 착색이 방지되도록 선택된다.
그러나, 액정표시장치를 경사방향, 즉 틸트각 ΦT≠=0°의 방향에서 볼 경우에 위상판의 리타데이션 △n.d는 틸트각 ΦT=0°일때와 비교해서 변화한다.
즉 틸트각 ΦT≠=0°일때, 위상판의 3차원방향에 있어서의 굴절율을 고려하지 않으면 안된다.
지금, 일축연신된 위상판의 연신축방향을 방위각 ΦA=0°연신축방향(ΦA=0°), 연신축과 직교하는 방향(ΦA=90°) 및 위상판의 두께방향(ΦT=0°)에 있어서 굴절율을 각각 NMD, NTD 및 NZD라 하면, 예를들면 포리카보네이트막의 위상판은
NMZ=1,589, NTZ=1,581,
NTZ=1,581
가 있고,
NMD＞NTD=NZD
(NMD+NTD)＞2NZD
의 관계가 있다.
또 하나의 예로서, 포리스틸렌막의 위상판은,
NMD=1,579, NTD=1,587,
NZD=1,585가 있고,
NMD＜MTD＞NZD
(NMD+NTD)＜2NZD
의 관계가 있다.
일반적으로 정의 광학이방성이 있는 위상판은 (NMD+NTD)＞2NZD의 관계가 있어, 부의 광학이방성을 갖고있는 위상판은 (NMD+NTD)＜2NZD의 관계를 갖고있다.
또한, 경사방향(ΦT≠=0°)에서 봤을때의 굴절율 이방성 △N와 위상차 R는 일반적으로 이하와 같이 표시된다.
(1) ΦA=0℃ ΦT≠=0°일때,
△N={NMD 2NZD 2/(NMD2Sin2ΦT+NZD2COS2ΦT)}1/2-NTD
R=△NMD.D/COS ΦT
(2) ΦA=90℃ ΦT≠=0°일때,
△N=NMD-{NTD2NZD2/(NTD2Sin2ΦT+NZD2COS2ΦT)}1/2
R=△NTD.D/COS ΦT
제2a도의 그래프를 참고하면, 정의 광학이방성이 있는 포리카보네이트막의 위상판에 대해서 상기의 이론식에 의해서, 구해진 리타데이션 R는 ΦT에 관해서 표시되고 있다.
이 그래프에 있어서, 횡축은 틸트각 4T deg를 표시하고 종축은 리타데이션 R(㎚)를 표시하고 있다.
●인으로 규정된 곡선은 정의 위상판의 지상축 RA의 방향인 연산방향(ΦA=0°)를 향해서 틸트각 ΦT가 변화하는 경우의 리타데이션 R의 변화를 표시하고 있으며, ○인으로 규정된 곡선은 정의 위상판의 진상축의 방향이며 연신방향으로 직교하는 방향(ΦA=90°)에 향해서 틸트각 ΦT가 변화할 경우의 리타데이션 R의 변화를 나타내고 있다.
제2a도는 아는 바와 같이 정의 위상판에 있어서 지상축 RA의 방향(ΦA=0°)을 향해서 틸트각 ΦT가 증대함에 다라 리타데이션 R이 감소하고 진상축의 방향(ΦA=90°)를 향해서 틸트각 ΦT가 증대함에 따라 리타데이션 R이 증대한다.
제2b도는 제2a도와 유사하지만, 부의 광학이방성이 있는 포리스틸렌막의 위상판의 진상축의 방향인 연신방향(ΦA=0°)를 향해서 틸트각 ΦT가 증대함에 따라 리타데이션 R이 감소하고, ○인으로 규정된 곡선으로 표시한 것 같이, 부의 위상판의 지상축 RA의 방향이며 연신방향으로 직교하는 방향(ΦA=90°)에 향해서 틸트각 ΦT가 증대함에따라 리타데이션 R이 증대한다.
제3도의 그래프를 참조하여 포리카보네이트막의 위상판에 대해서 Seuarmont의 방법을 사용해서 실측된 리타데이션 R이 틸트각 ΦT에 관해서 표시하고 있다.
횡축은 틸트각 ΦT를 표시하고, 종축은 ΦT=0일때의 리타데이션치 R(ΦT=0°)에 의해서 규격화된 리타데이션 R/R(ΦT=0°)를 표시하고 있다.
각각의 곡선에 대응해서 그래프의 상부에 있어서 표시된 각도는 방위각 Φa를 표시하고 있다. 실칙된 제3도에 표시된 리타데이션의 시각의존성은, 이론식에 구한 제2a도의 경향과 일치하고 있는것을 알 수가 있다.
제4도는 제3도에 표시된 데이터를 근거해서 그려져있고 틸트각 ΦT가 15°, 30°, 40° 및 60°인 각각의 경우에 있어서의 리타데이션 R의 방위각 ΦA에 대한 의존성을 표시하고 있다.
S1방향은 포리카보네이트막의 지상축방향을 나타내고 있으며, 각각의 곡선상의 점과 원점 ○와의 사이의 거리는 리타데이션 비 R/R(ΦT=0°)에 비례하고 있다.
제4도에서 시각이 ＜COD내에 포함되는 경우, 즉 방위각 ΦA가 25°~45°의 범위내에 포함될때 리타데이션 R의 틸트각 ΦT에 대한 의존성이 적은것을 알 수 있다.
더구나, 부의 위상판의 리타데이션 R의 방위의존성은 제4도에 표시한 것과 유사하지만, 그 지상축 S2는 수평방향이 된다.
제5도는 제4도와 유사하지만, 트위스트형 액정표시판넬에 있어서 리타데이션 R의 방위의존성의 일예를 표시하고 있다. 12:00~6:00방향은 액정판넬의 장방형 표시면의 종방향을 표시하고 3:00~9:00방향은 횡방향을 표시하고 있다.
제4도와 제5도에서 아는 바와 같이, 일반적으로 위상판에 있어 리타데이션의 방위의존성을 액정판넬에 의한 것과 다르다.
즉 액정판넬의 법선방향에서 봤을때에 표시의 착색을 방지하기위한 리타데이션이 있는 위상판이 액정판넬과 조합된 액정표시장치에 있어서도, 그 액정표시장치를 비스듬이 볼때는 위상판과 액정판넬과의 사이의 광학보상 관계가 무너져, 표시의 컨트라스트의 저하나 착색이 생긴다.
따라서 표시의 착색이 생기지 않은 시각범위를 확대하기 위해서는 위상판에 있어서 리타데이션의 방위의 존성을 적게하는 것이 바람직하다.
그런데 제2a도에 있어서 ●인으로 표시한 것 같이 정의 위상판의 지상축방향 RA(연신방향 : ΦA=90°)에 있어서 리타데이션은 틸트각 ΦT의 증가에 따라서 감소하고 있으며, 또 한편, 제2b도에 있어서 ○인으로 표시하고 있는 것 같이 부의 위상판의 지상축 RA의 방향(연신방향으로 직교하는 방향 : ΦA=90°)에 있어 리타데이션은 틸트각 ΦT의 증가에 따라 증대하고 있다.
그래서 표시의 착색이 생기지 않은 시각범위를 확대하기 위해서는 정의 위상판에 있어서 리타데이션의 방위의존성을 역의 방위의존성을 갖고있는 부의 위상판으로 상쇠하면 좋다는것을 알 수 있다.
정의 위상판으로서는 포리카보네이트나 포리피닐엘콜등의 일축연신된 막을 사용할 수가 있다. 또 부의 위상판으로서는 PMMA(포리메다크리산메칠), EMAA(에치렌메다크리루산), PS(포리스지렌)등의 일축연신된 막을 사용할 수가 있다.
제6도를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 의한 액정표시장치를 분해단면도로 표시하고 있다. 이 액정표시장치는 트위스트형 액정판넬(1)을 비치하고 있다. 액정판넬(1)은 상측의 글라스기판(2)과 하측의 글라스기판(3)을 포함하고 있다.
상측의 글라스기판(2)의 하면위에는 소정의 패턴이 있는 투명전극(e, q, ITO) (4)와 그의 투명전극(4)을 덮은 유기배향막(6)이 형성되어 있다.
똑같이 하측의 글라스기판(3)의 상면위에는 소정의 패턴이 있는 투명전극(5)과 그의 투명전극(5)을 덮는 유기배향막(7)이 형성되어 있다.
상측과 하측의 유기배향막(6)과 (7)과의 사이에는 정의 유전이방성이 있는 네마틱액정층(8)이 끼워져 있다.
2개의 유기배향막(6)과 (7) 배향축(러빙축)은 액정층(8)이 예를들면 240° 트위스트구조가 되도록 설정된다.
네마틱액정층(8)으로서 말하자면 페닐시크로헥산 타입의 액정에 트위스트방향을 제어하기위한 카이랄드밴트로서 코레스티릭조너나네이트(eN)가 1.45wt% 첨가된 혼합액정을 사용할 수가 있다. 이 혼합액정은 굴절율 이방성 △n=0.123이 있어 액정상(8)의 두께는 예를들어 7.5㎛로 설정된다.
트위스트형 액정판넬(1)의 상면위에는 예를들면 일축연신된 포리스치렌막으로된 부의 위상판(11)과 편광판(9)이 이 순서로 축적되어 있다.
이 위상판(11)은 말하자면 50㎛의 두께와 420㎛의 리타데이션을 갖고 있다. 또한편, 액정판넬(1)의 하면위에는 말하자면 포리카보네이트막으로된 정의 위상판(12)과 편광판(10)이 이 순서로 적층되어 있다. 정의 위상판(12)도 50㎛의 두께와 420㎛의 리타데이션을 갖고 있다.
편광판(9)(10)의 각각 42%의 투과율과 99.9%의 편광도가 뉴트랄 그레이타이프의 편광판을 사용할 수가 있다.
제7도를 참조하여 제6도의 액정표시장치에 있어서 컴포넌트간의 광학적인 방위관계의 하나의 예를 표시하고 있다.
이 도면에서 라인 12:00~6:00은 장방형의 액정판넬의 종방향을 표시하며, 라인 3:00~9:00는 횡방향을 나타내고 있다.
라인 P6와 P7은 각각 상측의 배향막(6)과 하측의 배향막(7)의 액정분자 배향축(러빙축)을 표시하고 라인 P6는 라인 P7 DMFH로부터 시계방향으로 240°트위스트된 관계에 있다.
라인 P9과 P10은 각각 상측과 하측의 편광판(9)과 (10)의 흡수측 방향을 표시하고 있다. 라인 P11과 P12은 각각 상측의 부의 위상판(11)과 하측의 정의 위상판(12)에 있어서 지상축 방향을 표시하고 있다.
제8도의 그래프를 참조하여 제6도의 액정표시장치에 있어서 12:00~6:00방향에 따른 틸트각 ΦT에 의존하여 표시의 컨트라스트비가 표시되어 있다.
횡축은 12:00~6:00방향에 따라 틸트각 ΦT를 표시하고 종축은 컨트라스트비를 표시하고 있다. 곡선(8A)는 제6도의 액정표시장치의 컨트라스트비를 나타내며, 곡선(8B)는 특개평 3-73921에 의해 액정표시장치의 컨트라스트비를 표시하고 있다.
특개평 3-73921에 의한 이 액정표시장치는 제6도의 표시장치와 유사하지만 상측의 부의 위상판(11)이 정의 위상판으로 치환되어 있다.
제8도의 그래프에 있어서 4이상의 컨트라스트비가 얻어지는 틸트각 ΦT의 범위는 곡선(8A)에 있어서 54°이며 곡선(8B)에 있어 45°이다.
즉 제6도의 액정표시장치에 있어 4이상의 컨트라스트비를 얻을 수 있는 시각범위는 특개평 3-73921에 의한 표시장치에 있는 그 1.2배로 증대하고 있는 것을 알 수 있다.
제9a도와 제9b도의 그래프는 제7도에 있어 상측 배향막(6)의 배향축 P6와 부의 위상판(11)의 지상축(P11)이 이룬각을 θ1로서 하측 배향막(7)의 배향축(P7)과 정의 위상판(12)의 지상축(P12)이 이룬각을 θ2로하고 다른 방위관계는 변경되지 않은 경우에 있어 제6도의 표시장치에 ON전압이 인가될 경우, 표시의 채도와 각도 θ1, θ2과의 관계를 표시하고 있다.
이들의 그래프의 각각에 있어, 횡축은 각도 θ1, θ2를 표시하고, 종축은 틸트각 ΦT=0°때의 채도를 나타내고 있다. 여기서 '채도'는 색상에 있어 백의 정도를 의미하며, 채도의 치가 10(임의단위)때는 육안으로 볼때 표시가 백이라고 식별할 수 있는 상한의 치를 가르키고 있다.
즉, 채도가 10이하의 범위는 바람직한 백에 대응한다.
제9a도에 있어서 θ1=θ2에 설정되어 있고, 62°θ1=θ275°의 범위에 있어 채도가 10이하로 되는 것을 안다.
또한 제9b도에 있어서는 1θ1-θ21=5°로 설정되어 있어, 620°θ177°및 57°θ272°의 범위에 있어 채도가 10이하로 되는 것을 안다.
제10도의 그래프는 제7도에 있어 상측 편광판(9)의 흡수축(P9)와 부의 위상판(11)의 지상축(P11)과 이룬각와 틸트각 ΦT=0°인때의 컨트라스트비와의 관계를 나타내고 있다. 횡축은 각도를 나타내며 종축은 컨트라스트비를 표시하고 있다.
이 그래프에 있어 상측 배향막(6)의 배향축(6)과 부의 위상판(11)의 지상축(P11)이 이룬각θ1은 75°로되고, 하측 배향막(7)의 배향축(P7)과 정의 위상판(12)의 지상축(P12)의 이룬각 θ2는 70°로 되어 정의 위상판(12)의 지상축(P12)와 하측 편광판(10)의 흡수축(P10)의 이룬각 β는 60°로 되어 있고, 그리고 다른 방위 관계는 변경되지 않는다.
제10도에서 틸트각 ΦT=0°인때에 실용적인 액정표시로서 필요한(10) 이상의 컨트라스트비를 얻을 수 있는 각도 α로 29°≤α≤38°의 범위내에 있는 것을 안다.
제11도의 그래프는 제7에 있어 정의 위상판(12)의 지상축(P12)과 하측 편광판(10)의 흡수축(1P10)이 이룬 각 β와 틸트각 ΦT=0°인때의 컨트라스트비와의 관계를 표시하고 있다.
횡축은 각도 β를 표시하고 종축은 컨트라스트비를 표시하고 있다. 이 그래프에 있어서 θ1=175°θ2=70°α=35°로 설정되어 있다.
다른 방위관계는 변경되지 않는다.
제11도에서 10이상의 컨트라스트비를 얻을 수 있는 각도 β는 34°β62°의 범위내에 있음을 안다.
다시 제6도를 참조하여 본 발명의 제2의 실시예에 의한 액정표시장치를 설명한다.
제2실시예의 액정표시장치는 제1실시예와 유사하지만, 제1실시예와 비교해서 부의 위상판(11)과 정의 위상판(12)의 위치를 서로 바꿔넣는다.
또 제2실시예에 있어서는 1.77wt%의 CN을 포함한 네마틱액정이 사용되며, 액정판넬(1)의 굴절이방성 △n는 0.125이다.
제12도는 제7도에 유사하고 있지만, 제2의 실시예의 액정표시장치에 있어 컴포넌트간의 광학적 방위관계의 일예를 표시하고 있다.
제13도는 제8도에 유사하지만, 제2의 실시예의 액정표시장치에 있는 12:00 ~6:00방향에 따른 틸트각 ΦT에 의존한 컨트라스트비를 표시하고 있다.
곡선(13A)은 제2실시예의 액정표시장치의 컨트라스트비를 표시하며, 곡선(13B)는 특개평 3-73921에 의한 액정표시장치의 컨트라스트비를 나타내고 있다.
특개평 3-73921에 의한 이 액정표시장치는 제2실시예의 것과 유사하지만 하측의 부의 위상판(11)은 정의 위상판으로 치환되어 있다.
제13도의 그래프에 있어, 4이상의 컨트라스트비가 얻어지는 틸트각 ΦT의 범위는 곡선(13A)에 있어 52°이며 곡선(13B)에 있어 35°이다.
제2의 실시예의 액정표시장치에 있어 4이상의 컨트라스트비를 얻을 수 있는 시각범위는 특개평 3-73921에 있는 그들의 1.5배로 증대하고 있음을 알 수 있다.
제14도를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 액정표시장치를 분해단면으로 표시한 것이다. 제14도의 액정표시장치는 제6도의 제1실시예의 것과 유사하지만, 상측의 부의 위상판(11)은 부의 위상판(3)과 정의 위상판(14)과 치환되어 있고, 하측의 정의 위상판(12)은 부의 위상판(15)과 정의 위상판(16)과 치환되어 있다.
정의 위상판(14)과 (16)의 각각은 25㎛의 두께와 210㎜의 리타데이션이 있다. 또 부의 위상판(13)과 (15)의 각 각도 25㎛의 두께와 210㎜의 리타데이션을 갖고 있다. 또 제3실시예에 있어서 1.45wt%의 ON을 포함한 네마틱액정이 사용되어 액정판넬(1)의 굴절율 이방성 △n는 0.123이다.
제14도의 액정표시장치에 있어서 컴포넌트간의 광학적인 방위관계의 일예는 제7도에 표시한 것과 같다.
단지 상측의 서로 인접한 한쌍의 부와 정의 위상판(13)과 (14)의 지상축은 어느쪽도 제7도의 라인(P11)에 평행으로 배치된다.
또 하측의 서로 인접하는 또 한쌍의 부와 정의 위상판(15)과 (16)의 지상축 어느쪽도 제7도의 라인(P12)에 평행으로 배치된다.
서로 인접하는 정과 부의 위상판의 지상축을 일치시키는 것은 정의 위상판에 있어서 리타데이션의 방위의존성을 역의 방위의존성이 있는 부의 위상판으로 상쇠하기 때문이다.
서로 인접하는 정과 부의 위상판의 사이에서 리타데이션의 방위의존성을 상쇠하기 위해서는 정과 부의 위상판의 지상축이 이룬각도는 10°이내에 있는 것이 바람직하다.
제15도는 제8도에 유사하지만 제14도의 액정표시장치에 있어 12:00~6:00방향에 따른 틸트각 ΦT에 의존한 컨트라스트비를 표시하고 있다.
곡선 15A는 제14도의 액정표시장치의 컨트라스트비를 표시하고 곡선(15B)는 특개평 3-73921에 의한 액정표시장치의 컨트라스트비를 표시하고 있다.
특개평 3-73921에 의한 이 액정표시장치는 제14도의 것과 유사하지만, 상측과 하측의 부의 위상판(13)과 (15)는 정의 위상판으로 치환되고 있다.
제15도의 그래프에 있어 4이상의 컨트라스트비를 얻는 틸트각 ΦT의 범위는 곡선(15A)에 있어 57°이며, 곡선(15B)에서 44°이다.
즉 제14도의 액정표시장치에서 4이상의 컨트라스트비를 얻을 수 있는 시각범위는 특개평 3-73921에 있어 그의 1.3배로 증대하고 있는 것을 알 수 있다.
제16도의 그래프를 참조하여 제14도의 액정표시장치에 있어 한쌍의 부와 정의 위상판(13), (14) 및 다른 한쌍의 부와 정의 위상판(15)(16)의 각 쌍에 있어 부의 위상판의 리타데이션과 정의 위상판의 리타데이션의 조합에 의존하는 바람직한 시각범위가 표시되어 있다.
이 그래프에 있어서 하측의 횡축은 부의 위상판의 리타데이션 R(부)를 나타내고 있다. 상측의 횡축은 정의 위상판의 리타데이션 R(정)을 표시하고 있다. 그리고, 부의 위상판의 리타데이션 R(부)와 정의 위상판의 리타데이션(정)의 화는 420㎜로 설정되어 있다.
또 한편, 종축은, 4이상의 컨트라스트비를 얻을 수 있는 12:00~6:00방향에 따라 시각범위와 3:00~9:00방향에 따른 시각범위와의 화를 표시하고 있다.
특개평 3-73921에 의한 액정표시장치는 R(부)=0㎛로 R(정)=420㎛인 경우에 대응하고 있어 4이상의 컨트라스트비를 얻을 수 있는 바라는 시각범위는 118°인 것을 안다.
이 118°의 바람직한 시각범위를 10%이상 개선하여 118°×1.1=130°이상의 바람직한 시각범위를 얻을 수 있는 것은 부의 위상판의 리타데이션은 R(부)=118~234㎛의 범위내에 있어 또한 정의 위상판의 리타데이션이 R(정)=302~186㎛의 범위내에 있을때인 것을 제16도의 그래프에서 안다.
이때, 한쌍의 정과 부의 위상판의 토탈리타데이션에 대한 R(부)와 R(정)의 비율을 계산하면 R(부)/420=0.28~0.56 및 R(정)/420=0.72~0.44의 결과를 얻는다.
제17도를 참조하여, 본 발명의 제4실시예에 의한 액정표시장치가 분해단면도로 표시되어 있다.
제17도의 액정표시장치는 제14도의 것과 유사하지만, 상측의 부의 위상판(13)과 정의 위상판(14)의 위치가 바꿔 넣어져 하측의 부의 위상판(15)가 생략되어 있다.
단지 하측의 정의 위상판(16)은 50㎛의 두께와 420㎜의 리타데이션이 있다.
제18도는 제7도에 유사하지만 제17도의 액정표시장치에 있어서 컴포넌트간의 광학적 방위관계의 일예를 표시하고 있다.
라인(P13)과 (P14)는 각각 상측의 부와 정의 위상판(13)과 (14)의 지상축을 표시하며, 라인(P16)은 하측의 정의 위상판(16)의 지상축을 표시하고 있다.
이때, 정의 위상판(14)의 지상축(P14)는 3:00~9:00방향에서 35°만 반시계방향으로 회전되어 있어 제4도에서 아는것 같이 3:00~9:00방향은 리타데이션의 틸트각 의존성이 적은 방위각 COD의 범위내에 있다.
또, 부의 위상판(13)의 지상축(P13)은 3:00~9:00방향에서 65°만 반시계방향으로 회전되어 있어 3:00~9:00방향은 부의 위상판(13)의 리타데이션의 틸트각 의존성이 적은 방위각도 범위내에도 있는 것을 안다.
이와 같이 어느 특정의 방향은 정과 부의 위상판의 양자의 리타데이션의 틸트각 의존성이 적은 방위각도 범위내에 들어가기 위해서는 정의 위상판의 지상축은 부의 위상판의 지상축에 대해서 시계방향으로 0°~40°의 범위내의 각도만큼만 회전시킨 관계에 있는것이 필요하다.
제19도는 제8도와 유사하지만 제17도의 액정표시장치에 있어서 3:00~9:00방향에 따른 틸트각 ΦT에 의존한 컨트라스트비를 표시하고 있다.
곡선(19A)는 제17도의 액정표시장치의 컨트라스트비를 표시하고 곡선(19B)는 특개평 3-73921에 의한 액정표시장치의 컨트라스트비를 표시하고 있다.
특개평 3-73921에 의한 이 액정표시장치는 17도의 것과 유사하지만, 상측의 부의 위상판(13)이 정의 위상판으로서 치환되어 있다.
제19도의 그래프에 있어서, 4이상의 컨트라스트비가 얻어지는 틸트각 ΦT의 범위는 곡선(19A)에 있어서 73°이며, 곡선(19B)에 있어서 59°이다.
즉 제17도의 액정표시장치에 있어서 4이상의 컨트라스트비를 얻을 수 있는 시각 범위는 특개평 3-73921에 있어서 그의 1.2배로 증대하고 있는 것을 안다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 틸트각 변화에 의한 리타데이션변화를 상쇠하도록 정과 부의 위상판을 배치하므로서 배흑 액정표시장치에 있어서 표시의 착색과 컨트라스트의 저하를 넓은 시각범위에 있어서 방지할 수가 있다.
따라서 1120×800도트를 갖고 있는 대형의 액정표시장치에 있어서도 전 표시면에 있어서 착색과 컨트라스트저하를 방지할 수 있다.
또 그와 같은 안정된 흑백표시를 할 수 있는 액정표시장치는 색필터등을 사용하므로서 칼라 액정표시장치를 얻기 위해서도 필요하다.

Claims (23)

  1. 제1및 제2투명 기판사이에 설치된 액정층을 포함하는 슈퍼 트위스트형 네마틱 액정판넬과; 상기 제1기판의 외측표면상에 배치된 적어도 하나의 일축연신고분자막을 포함하는 제1위상판그룹과; 상기 제1위상판그룹상에 배치된 제1편광판과; 상기 제2기판의 외측표면상에 배치된 적어도 하나의 일축연신고분자막을 포함하는 제2위상판그룹과; 상기 제2위상판그룹상에 배치된 제2편광판을 구비하고, 상기 제1 및 제2위상판그룹중의 하나는 정(正)의 광학이방성을 가지는 일축연신고분자막을 포함하고 그리고 상기 제1 및 제2위상판그룹중의 다른 하나는 부(負)의 광학이방성을 가지는 일축연신고분자막을 포함하며, 상기 제1위상판그룹의 유효 지상축에 대하여 상기 제1기판의 내측표면상에 제1액정분자배향축이 이루는 각과 상기 제2위상판그룹의 유효 지상축에 대하여 상기 제2기판의 내측표면상의 제2액정분자배향축이 이루는 각은 각각 62°내지 77°의 범위내인 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1위상판그룹의 상기 유효 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축이 이루는 각은 29°내지 38°의 범위내이고, 그리고 상기 제2위상판그룹의 상기 유효 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1위상판그룹은 상기 제1기판의 상기 외측표면상에 적층된 제1및 제2일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제1및 제2일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2위상판그룹은 상기 제2기판의 상기 외측표면상에 적층된 제3 및 제4일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제3 및 제4일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1일축연신고분자막이 이루는 각과 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제3일축연신고분자막이 이루는 각은 각각 0°내지 10°의 범위내인 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1기판의 내측표면상의 제1액정분자배향축이 이루는 각과 상기 제3일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2기판의 내측표면상의 제2액정분자배향축이 이루는 각은 각각 62°내지 77°의 범위내인 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축이 이루는 각은 29°내지 38°의 범위내이고, 그리고 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축이 이루는 각은 29°내지 38°의 범위내이고, 그리고 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1위상판그룹의 유효 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축이 이루는 각은 29°내지 38°의 범위내이고, 그리고 상기 제2위상판그룹의 유효 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1위상판그룹은 상기 제1기판의 외측표면상에 적층된 제1및 제2일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제1및 제2일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2위상판그룹은 상기 제2기판의 외측표면상에 제3일축연신고분자막을 포함하고, 그리고 상기 제1위상판그룹에 있어서, 정의 광학이방성을 가지는 제1 및 제2일축연신고분자막중의 하나의 지상축은, 0°내지 40°의 범위내의 각도로, 부의 광학이방성을 가지는 상기 제1 및 제2일축연신고분자막의 하나의 지상축에 대하여 시계방향으로 회전되는 액정표시장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1위상판그룹의 유효 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축이 이루는 각은 29°내지 38°의 범위내이고, 그리고 상기 제2위상판그룹의 유효 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1위상판그룹은 상기 제1기판의 외측표면상에 적층된 제1 및 제2일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제1및 제2일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2위상판그룹은 상기 제2기판의 외측표면상에 제3일축연신고분자막을 포함하고, 상기 제1일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1기판의 내측표면상의 제1액정분자배향축이 이루는 각과 상기 제3일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2기판의 내측표면상의 제2액정분자배향축이 이루는 각은 각각 62°내지 77°의 범위내에 있으며, 그리고 상기 제1위상판그룹에 있어서, 정의 광학이방성을 가지는 제1 및 제2일축연신고분자막중의 하나의 지상축은, 0°내지 40°의 범위내의 각도로, 부의 광학이방성을 가지는 상기 제1 및 제2일축연신고분자막의 하나의 지상축에 대하여 시계방향으로 회전되는 액정표시장치.
  11. 제1 및 제2투명기판사이에 설치된 액정층을 표함하는 슈퍼 트위스트형 네마틱 액정판넬과; 상기 제1기판의 외측표면상에 배치된 적어도 하나의 정 (正)의 일축연신고분자막을 포함하는 제1위상판그룹과; 상기 제1위상판그룹상에 배치된 제1편광판과; 상기 제2기판의 외측표면상에 배치된 적어도 하나의 부(負)의 일축연신고분자막을 포함하는 제2위상판그룹과; 상기 제2위상판그룹상에 배치된 제2편광판을 구비하고, 상기 제1위상판그룹중의 유효 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축이 이루는 각은 29°내지 38°의 범위내이고, 그리고 상기 제2위상판그룹의 유효 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1위상판그룹은 상기 제1기판의 상기 외측표면상에 적층된 제1 및 제2일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제1 및 제2일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2위상판그룹은 상기 제2기판의 상기 외측표면상에 적층된 제3 및 제4일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제3 및 제4일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1일축연신고분자막의 지상축이 이루는 각과 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제3일축연신고분자막의 지상축이 이루는 각은 각각 0°내지 10°의 범위내인 액정표시장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1기판의 내측표면상의 제1액정분자배향축이 이루는 각과 상기 제3일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2기판의 내측표면상의 제2액정분자배향축이 이루는 각은 각각 62°내지 77°의 범위내인 액정표시장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축이 이루는 각은 29°내지 38°의 범위내이고, 그리고 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축이 이루는 각은 29°내지 38°의 범위내이고, 그리고 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1위상판그룹은 상기 제1기판의 외측표면상에 적층된 제1 및 제2일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제1및 제2일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2위상판그룹은 상기 제2기판의 외측표면상에 제3일축연신고분자막을 포함하고, 그리고 상기 제1위상판그룹에 있어서, 정의 광학이방성을 가지는 제1 및 제2일축연신고분자막중의 하나의 지상축은, 0°내지 40°의 범위내의 각도로, 부의 광학이방성을 가지는 상기 제1 및 제2일축연신고분자막의 하나의 지상축에 대하여 시계방향으로 회전되는 액정표시장치.
  17. 제1 및 제2투명기판사이에 설치된 액정층을 포함하는 슈퍼 트위스트형 네마틱 액정판넬과; 상기 제1기판의 외측표면상에 배치된 적어도 하나의 일축연신고분자막을 포함하는 제1위상판그룹과; 상기 제1위상판그룹상에 배치된 제1편광판과; 상기 제2기판의 외측표면상에 배치된 적어도 하나의 일축연신고분자막을 포함하는 제2위상판그룹과; 상기 제2위상판그룹상에 배치된 제2편광판을 구비하고, 상기 제1위상판그룹은 상기 제1기판의 외측표면상에 적층된 제1 및 제2일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제1 및 제2일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2위상판그룹은 상기 제2기판의 외측표면상에 적층된 제3 및 제4일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제3 및 제4일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1일축연신고분자막의 지상축이 이루는 각과 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제3일축연신고분자막의 지상축이 이루는 각은 각각 0°내지 10°의 범위내인 액정표시장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1기판의 내측표면상의 제1액정분자배향축이 이루는 각과 상기 제3일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2기판의 내측표면상의 제2액정분자배향축이 이루는 각은 각각 62°내지 77°의 범위내인 액정표시장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축이 이루는 각은 29°내지 38°의 범위내이고, 그리고 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  20. 제1 및 제2투명기판사이에 설치된 액정층을 포함하는 슈퍼 트위스트형 네마틱 액정판넬과; 상기 제1기판의 외측표면상에 배치된 적어도 하나의 일축연신고분자막을 포함하는 제1위상판그룹과; 상기 제1위상판그룹에 배치된 제1편광판과; 상기 제2기판의 외측표면상에 배치된 적어도 하나의 일축연신고분자막을 포함하는 제2위상판그룹과; 상기 제2위상판그룹에 배치된 제2편광판을 구비하고, 상기 제1위상판그룹은 상기 제1기판의 상기 외측표면상에 적층된 제1 및 제2일축연신고분자막을 포함하되, 상기 제1 및 제2일축연신고분자막중의 하나가 정의 광학이방성을 가지고 그리고 다른 하나가 부의 광학이방성을 가지며, 상기 제2위상판그룹은 상기 제2기판의 상기 외측표면상에 제3일축연신고분자막을 포함하고, 상기 제1위상판그룹에 있어서, 정의 광학이방성을 가지는 상기 제1 및 제2일축연신고분자막중의 하나의 지상축은, 0°내지 40°의 범위내의 각도로, 부의 광학이방성을 가지는 상기 제1 및 제2일축연신고분자막의 하나의 지상축에 대하여 시계방향으로 회전되는 액정표시장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1기판의 내측표면상의 제1액정분자배향축이 이루는 각과 상기 제3일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2기판의 내측표면상의 제2액정분자배향축이 이루는 각은 각각 62°내지 77°의 범위내에 있는 액정표시장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제2위상판그룹은 상기 제2기판의 외측표면의 제4일축연신고분자막을 부가하되, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축의 각은 55°내지 62°의 범위내에 있고 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
  23. 제20항에 있어서, 상기 제2위상판그룹은 상기 제2기판의 외측표면상에 제4일축연신고분자막을 부가하되, 상기 제2일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제1편광판의 흡수축의 각은 55°내지 62°의 범위내에 있고, 상기 제4일축연신고분자막의 지상축에 대하여 상기 제2편광판의 흡수축이 이루는 각은 55°내지 62°의 범위내인 액정표시장치.
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