WO2019235809A1 - 적층체 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

적층체 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 Download PDF

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WO2019235809A1
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wave plate
liquid crystal
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신나영
장준원
박문수
나균일
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주식회사 엘지화학
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    • G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis

Definitions

  • the present application relates to a laminate and a liquid crystal display including the same.
  • the liquid crystal display (LCD) of the flat panel display device is an image representing the image using the optical anisotropy of the liquid crystal, and is excellent in resolution, color display and image quality, and is actively applied to notebooks or desktop monitors have.
  • the liquid crystal display drives liquid crystal molecules of the liquid crystal layer by a difference between voltages applied to the common electrode and the pixel electrode.
  • Liquid crystals are characterized by dielectric anisotropy and refractive anisotropy.
  • Dielectric anisotropy means that the degree of polarization induced by the electric field is different depending on the major axis and the minor axis of the liquid crystal.
  • the refractive anisotropy means that the refractive index is different depending on the major axis and the minor axis of the liquid crystal.
  • the liquid crystal display device is an essential component of a liquid crystal panel composed of a pair of transparent insulating substrates formed with surfaces facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and polarization of liquid crystal molecules through electric field changes between respective field generating electrodes. Is artificially adjusted and various images are displayed using the light transmittance which is changed at this time.
  • the polarizing plate is positioned above and below the liquid crystal panel, respectively, and the polarizing plate transmits light having a polarization component coinciding with the transmission axis to determine the degree of light transmission by the arrangement of the transmission axes of the two polarizing plates and the arrangement characteristics of the liquid crystals. Done.
  • a PVA stretched type in which iodine ions are aligned through stretching using polyvinyl alcohol (PVA) having good adsorption power is mainly used.
  • the present application is to solve the size constraints of the polarizing plate, to provide a liquid crystal display device with improved front CR characteristics.
  • a positive C plate provided between the first polarization rotating layer and the second polarization rotating layer;
  • the first polarization rotating layer includes a first ⁇ / 2 wave plate and a first ⁇ / 4 wave plate
  • the second polarization rotating layer is a second ⁇ / 2 wave plate
  • a half wave plate and a second ⁇ / 4 wave plate are provided.
  • the upper polarizer and the lower polarizer are provided with absorption axes parallel to each other.
  • a first polarization rotation layer Between the upper polarizing plate and the liquid crystal panel, a first polarization rotation layer, a positive C plate (positive C plate) and a second polarization rotation layer is sequentially included,
  • the first polarization rotating layer includes a first ⁇ / 2 wave plate and a first ⁇ / 4 wave plate
  • the second polarization rotating layer is a second ⁇ / 2 wave plate a half wave plate and a second ⁇ / 4 wave plate
  • the liquid crystal panel provides a liquid crystal display device in a vertical alignment liquid crystal mode.
  • the absorption axes of the upper polarizing plate and the lower polarizing plate of the liquid crystal display device are parallel to each other, it is possible to solve the size constraints of the polarizing plate according to the width of the polarizer fabric.
  • the first polarization rotation layer, the positive C plate and the second polarization rotation layer may be increased by reducing black luminance due to side light scattering than when the second polarization rotating layer is provided between the lower polarizing plate and the liquid crystal panel.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a structure of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present application.
  • FIG. 2 is a view schematically showing the structure of a liquid crystal display of Experimental Example 6 according to an exemplary embodiment of the present application.
  • 3 to 7 are diagrams illustrating omnidirectional CRs of the liquid crystal display of Experimental Examples 1 to 5, respectively, according to one embodiment of the present application.
  • the absorption axis of one of the upper polarizer and the lower polarizer is 0 degrees, and the absorption axis of the other polarizer is 90 degrees, and the absorption axes of the upper and lower polarizers are perpendicular to each other.
  • the transverse length of the polarizing plate is limited to the width of the roll for producing the polarizing plate, which is a limiting factor in expanding the product size.
  • the maximum width of the rolls making current polarizers is about 2,600mm, which is about 110 inches of TV maximum size at 21: 9.
  • the absorption axes of the upper polarizing plate and the lower polarizing plate of the liquid crystal display are both formed at 0 degrees, thereby eliminating the size constraint of the polarizing plate according to the width of the original fabric of the polarizing plate.
  • a laminate according to one embodiment of the present application includes a first polarization rotating layer; A second polarization rotating layer; And a positive C plate provided between the first polarization rotation layer and the second polarization rotation layer, wherein the first polarization rotation layer comprises a first ⁇ / 2 wave plate and a first wave plate.
  • the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present application, the upper polarizing plate; Lower polarizer; And a liquid crystal panel provided between the upper polarizer and the lower polarizer, wherein the upper polarizer and the lower polarizer are provided with absorption axes parallel to each other, and between the upper polarizer and the liquid crystal panel, a first polarization rotating layer and a positive C.
  • the second polarization rotating layer includes a second ⁇ / 2 wave plate and a second ⁇ / 4 wave plate, and the liquid crystal panel is in a vertical alignment liquid crystal mode.
  • the upper polarizing plate and the lower polarizing plate are provided so that the absorption axis is parallel to each other.
  • the absorption axes of the upper polarizer and the lower polarizer may both be 0 degrees.
  • the first polarization rotation between the upper polarizing plate and the liquid crystal panel than the case of including a first polarization rotation layer, a positive C plate and a second polarization rotation layer between the lower polarizing plate and the liquid crystal panel. More preferably, it includes a layer, a positive C plate, and a second polarization rotating layer.
  • the upper polarizing plate and the lower polarizing plate are referred to as a lower polarizing plate attached to the TFT glass surface of the lower part of the liquid crystal panel based on the liquid crystal panel, and the upper polarizing plate attached to the upper side of the liquid crystal panel opposite to This is called.
  • the light emitted from the backlight unit BLU and incident on the lower polarizer may have a black luminance increasing factor at the front due to scattering of internal cells in the lower panel of the panel.
  • the first polarizing layer, the positive C plate, and the second polarizing layer are included between the lower polarizing plate and the liquid crystal panel.
  • black luminance due to side light scattering decreases, thereby increasing the front CR.
  • the first ⁇ / 4 wave plate of the first polarization rotation layer is provided on the positive C plate side
  • the second ⁇ / 4 wave plate of the second polarization rotation layer is the positive It may be provided on the C plate side.
  • the laminate according to the exemplary embodiment of the present application includes a first ⁇ / 2 wave plate / first ⁇ / 4 wave plate / positive C plate / second ⁇ / 4 wave plate / second ⁇ / 2 wave plate. It may be a laminated structure.
  • the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present application includes an upper polarizing plate / first ⁇ / 2 wave plate / first ⁇ / 4 wave plate / positive C plate / second ⁇ / 4 wave plate / second ⁇ / 2. It may be a laminated structure of the wave plate / liquid crystal panel / lower polarizing plate.
  • the angle formed by the optical axis of the first ⁇ / 2 wave plate of the first polarization rotating layer and the absorption axis of the upper polarizing plate may be 10 degrees to 20 degrees, and may be 12.5 degrees to 17.5 degrees.
  • the angle formed between the optical axis of the first ⁇ / 4 wave plate of the first polarization rotating layer and the absorption axis of the upper polarizing plate may be 70 degrees to 80 degrees, and may be 72.5 degrees to 77.5 degrees.
  • the angle formed by the optical axis of the second ⁇ / 4 wave plate of the second polarization rotating layer and the absorption axis of the upper polarizing plate may be 10 degrees to 20 degrees, and 12.5 degrees to 17.5 degrees.
  • the angle between the optical axis of the second ⁇ / 2 wave plate of the second polarization rotating layer and the absorption axis of the upper polarizer may be 70 degrees to 80 degrees, and may be 72.5 degrees to 77.5 degrees.
  • the angle is out of the 90 degree linearly polarized light conversion (for example, 0 degrees ⁇ 90 degrees) is not orthogonal to the absorption axis of the upper polarizer, light leakage occurs in the black and C / R degradation occurs.
  • the angle between the optical axis of the first ⁇ / 2 wave plate of the first polarization rotating layer and the absorption axis of the upper polarizer is 15 degrees, and the optical axis of the first ⁇ / 4 wave plate and the upper polarizer The angle formed by the absorption axis is 75 degrees.
  • the angle between the optical axis of the second ⁇ / 4 wave plate of the second polarization rotating layer and the absorption axis of the upper polarizing plate is 15 degrees, and the optical axis of the first ⁇ / 2 wave plate and the upper portion thereof.
  • the angle formed by the absorption axis of the polarizing plate is 75 degrees.
  • the first [lambda] / 2 wave plate and the second [lambda] / 2 wave plate may use materials known in the art, and are not particularly limited.
  • polyolefin polyethylene, polypropylene, polynorbornene, etc.
  • amorphous polyolefin polyimide, polyamideimide, polyamide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyetherketone, polyketone sulfide, polyether sulfone, Polysulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyacetal, polycarbonate, polyarylate, polymethyl methacrylate, polymethacrylate, Polyacrylates, polystyrenes, cellulose polymers (such as triacetylcellulose), PVA, epoxy resins, phenol resins, norbornene resins, polyester resins, acrylic resins, vinyl chloride resin
  • the said 1 (lambda) / 2 wave plate and a 2 (lambda) / 2 wave plate can be obtained by forming these resin compositions into a film, and performing uniaxial stretching, biaxial stretching, etc. Moreover, you may use the oriented film which orientated the liquid crystalline polymer or liquid crystalline monomer as said 1st (lambda) / 2 waveplate and 2nd (lambda) / 2 waveplate.
  • the first ⁇ / 2 wave plate and the second ⁇ / 2 wave plate are retarders having a phase difference of ⁇ / 2 such that a relative phase difference between e-rays and o-rays is ⁇ .
  • the phase difference can be represented by ⁇ nd, and can be produced by adjusting the thickness according to ⁇ n of the material.
  • the first [lambda] / 4 wave plate and the second [lambda] / 4 wave plate may use materials known in the art, and are not particularly limited.
  • it may consist of a uniaxially stretched cycloolefin-based film, a uniaxially stretched polyethylene terephthalate film, a uniaxially stretched polycarbonate film or a liquid crystal film.
  • the said 1 (lambda) / 4 wave plate and a 2 (lambda) / 4 wave plate can be obtained by forming these resin compositions, and performing uniaxial stretching, biaxial stretching, etc.
  • the orientation film which orientated the liquid crystalline polymer or liquid crystalline monomer can also be used as said 1st (lambda) / 4th wave plate and 2nd (lambda) / 4 waveplate.
  • the first [lambda] / 4 wave plate and the second [lambda] / 4 wave plate are films made such that the relative phase difference between e-rays and o-rays is [pi] / 2. Make linearly polarized light or make circularly polarized light.
  • a positive C plate is provided between the first polarization rotating layer and the second polarization rotating layer.
  • n x is a refractive index in a direction in which the plane direction refractive index of the film is maximized
  • n y is a refractive index in a vertical direction in the n x direction in the plane direction of the film
  • n z is a refractive index in the thickness direction of the film.
  • the positive C plate may use one known in the art and is not particularly limited. More specifically, the positive C plate may be prepared by orienting a polymer film in an appropriate manner, or may be prepared by coating a polymerizable cholesteric liquid crystal compound on one surface of a substrate and orienting it in a predetermined direction and then curing.
  • a zero retardation film can be used as a board
  • the said zero retardation film shall mean the film which does not produce a substantial retardation even if light transmits.
  • the positive C plate used is a vertically oriented liquid crystal layer, and refers to a liquid crystal polymer layer including a substantially vertically oriented liquid crystal, and the polymer layer may exhibit characteristics of a so-called positive C plate.
  • the characteristic of the positive C plate is that the refractive index n x in the slow axis direction and the refractive index n y in the slow axis direction are substantially the same, and the refractive index n z in the thickness direction is the refractive index in the slow axis direction ( n y ) may be greater than (n z > n y ).
  • the same refractive index n x in the slow axis direction and the same refractive index n y in the slow axis direction are substantially the same, and therefore, a case where there is a slight difference caused by a process error or the like is also included in the same category.
  • the vertically oriented liquid crystal layer may also include some non-vertically oriented liquid crystals as long as they exhibit the properties of the positive C plate.
  • the dispersion characteristics may have positive dispersion characteristics or inverse dispersion characteristics.
  • the positive C plate may have a thickness direction retardation value R th represented by Equation 1 at 550 nm of 50 nm to 200 nm.
  • the positive C plate may have a front phase difference value Ro represented by Equation 2 at 550 nm of ⁇ 5 nm to 5 nm and 0.
  • n x is the refractive index in the direction in which the planar refractive index of the positive C plate is maximum
  • n y is the refractive index in the vertical direction of the n x direction in the plane direction of the positive C plate
  • n z is the refractive index in the thickness direction of the positive C plate
  • d is the thickness of the positive C plate.
  • the frontal black brightness due to the viewing angle asymmetry may increase and C / R degradation may occur.
  • a first viewing angle compensation film may be further included between the second polarization rotating layer and the liquid crystal panel, and the first viewing angle compensation film includes a negative B plate. can do.
  • the negative B plate means a film having a refractive index distribution of n x > n y > n z .
  • n x is a refractive index in a direction in which the plane direction refractive index of the film is maximized
  • n y is a refractive index in a vertical direction in the n x direction in the plane direction of the film
  • n z is a refractive index in the thickness direction of the film.
  • the negative B plate may have a thickness direction retardation value R th represented by Equation 3 at 550 nm from ⁇ 230 nm to ⁇ 330 nm.
  • the negative B plate may have a front retardation value (R o ) of 10 nm to 110 nm represented by Equation 4 at 550 nm.
  • n x is the refractive index of the direction in which the plane refractive index of the negative B plate is maximum
  • n y is the refractive index in the vertical direction in the n x direction in the plane direction of the negative B plate
  • n z is the refractive index in the thickness direction of the negative B plate
  • d is the thickness of the negative B plate.
  • the second viewing angle compensation film may further include a second viewing angle compensation film between the liquid crystal panel and the lower polarizing plate, and the second viewing angle compensation film may include a positive A plate and a negative C plate ( negative C plate).
  • n x is a refractive index in a direction in which the plane direction refractive index of the film is maximized
  • n y is a refractive index in a vertical direction in the n x direction in the plane direction of the film
  • n z is a refractive index in the thickness direction of the film.
  • the positive A plate may have a front phase difference value Ro represented by Equation 5 at 550 nm of about 90 nm to about 190 nm.
  • n x is the refractive index in the direction in which the planar refractive index of the positive A plate is maximized
  • n y is a refractive index in the vertical direction of the n x direction in the plane direction of the positive A plate
  • d is the thickness of the positive A plate.
  • phase difference compensation of the liquid crystal vertically aligned at the viewing angle may not be completely performed, which may cause C / R degradation due to light leakage in the black state.
  • the negative C plate may have a thickness direction retardation value R th represented by Equation 6 at 550 nm from -160 nm to -260 nm.
  • the positive C plate may have a front retardation value R o of 550 nm at ⁇ 5 nm to 5 nm, and may be 0 at 550 nm.
  • n x is the refractive index in the direction in which the plane refractive index of the negative C plate is maximum
  • n y is the refractive index in the vertical direction in the n x direction in the plane direction of the negative C plate
  • n z is the refractive index in the thickness direction of the negative C plate
  • d is the thickness of the negative C plate.
  • wavelength dispersion characteristics of the first ⁇ / 2 wave plate, the second ⁇ / 2 wave plate, the first ⁇ / 4 wave plate, and the second ⁇ / 4 wave plate are each independently Or flat dispersible.
  • the wavelength dispersion characteristics of the first ⁇ / 2 wave plate, the second ⁇ / 2 wave plate, the first ⁇ / 4 wave plate and the second ⁇ / 4 wave plate are each positively dispersed, rather than flat dispersion.
  • the clear C / R properties can be better.
  • the normal dispersion means that the phase difference value generated as the wavelength of the incident light increases, and the flat dispersion means that the phase difference value of a similar degree occurs regardless of the wavelength of the incident light of the incident light. do.
  • the R o 450 denotes a front retardation value at 450 nm
  • the R o 550 denotes a front retardation value at 550 nm
  • the front retardation value R o may be represented by Equation 8 below.
  • n x is a refractive index in a direction in which the in-plane refractive index of the first ⁇ / 2 wave plate, the second ⁇ / 2 wave plate, the first ⁇ / 4 wave plate, or the second ⁇ / 4 wave plate is maximized
  • n y is a refractive index in the vertical direction in the n x direction in the plane direction of the first ⁇ / 2 wave plate, the second ⁇ / 2 wave plate, the first ⁇ / 4 wave plate, or the second ⁇ / 4 wave plate,
  • d is the thickness of a 1 (lambda) / 2 wave plate, a 2 (lambda) / 2 wave plate, a 1 (lambda) / 4 wave plate, or a 2 (lambda) / 4 wave plate.
  • the values of R o (450) / R o (550) of the first ⁇ / 4 wave plate and the second ⁇ / 4 wave plate may be 1.21, respectively, and the first ⁇ / 2
  • the R o (450) / R o (550) values of the wave plate and the second ⁇ / 2 wave plate may be 1.08, respectively.
  • the upper polarizing plate, the lower polarizing plate, the liquid crystal panel, the first ⁇ / 2 wave plate, the first ⁇ / 4 wave plate, the positive C plate, the second ⁇ / 4 wave plate, and the second ⁇ Bonding can be bonded using an aqueous adhesive or a UV curable adhesive, and can also be bonded using a PSA adhesive.
  • the upper polarizing plate and the lower polarizing plate may each independently be a polyvinyl alcohol polarizing plate in which at least one or more of iodine and dichroic dye are dyed.
  • a method of manufacturing the polyvinyl alcohol polarizing plate comprising preparing a polyvinyl alcohol polarizer in which iodine and / or a dichroic dye is dyed and laminating a protective film on one surface of the polarizer may be used.
  • the preparing of the polyvinyl alcohol polarizer may include dyeing a polyvinyl alcohol polymer film with iodine and / or a dichroic dye, and the polyvinyl alcohol. It can be carried out through a crosslinking step of crosslinking the dye-based film and the stretching step of stretching the polyvinyl alcohol-based film.
  • the film for protecting the polarizer refers to a transparent film attached to one surface of the polarizer, and a film excellent in mechanical strength, thermal stability, water shielding, isotropy, and the like can be used.
  • TAC TriAcethyl Cellulose
  • the protective film may be an isotropic film, an anisotropic film given an optical compensation function such as retardation, may be composed of one or two or more bonded.
  • the protective film may be an unstretched, uniaxial or biaxially stretched film, the protective film thickness is generally 1 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably 1 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the step of laminating the protective film on one surface of the polyvinyl alcohol-based polarizer is to bond the protective film to the polarizer, it can be bonded using an adhesive.
  • it may be carried out through the lamination method of the film well known in the art, for example, water-based adhesives such as polyvinyl alcohol-based adhesives, thermosetting adhesives such as urethane-based adhesives, photocationic curable adhesives such as epoxy-based adhesives, etc.
  • the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present application may further include a backlight unit.
  • the backlight unit serves to supply light to the liquid crystal panel, and the light source of the backlight unit includes a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), an external electrode fluorescent lamp (EEFL), a hot cold fluorescent lamp (HCFL), or the like. Any one of a light emitting diode (LED) may be applied.
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • EEFL external electrode fluorescent lamp
  • HCFL hot cold fluorescent lamp
  • LED light emitting diode
  • the liquid crystal panel may be a VA (Vertical Alignment) mode liquid crystal panel.
  • the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present application may have a structure as follows, but is not limited thereto.
  • liquid crystal display other types of components constituting the liquid crystal display, such as upper and lower substrates (eg, color filter substrates or array substrates), are also not particularly limited, and configurations known in the art may be employed without limitation. Can be.
  • upper and lower substrates eg, color filter substrates or array substrates
  • the first ⁇ / 2 wave plate and the second ⁇ / 2 wave plate are applied a ⁇ / 2 wave plate having a wavelength dispersion is a normal dispersion, the first ⁇ / 4 wave plate and the second ⁇ / 4 wave As the plate, a ⁇ / 4 wave plate having a wavelength dispersion property which is a regular dispersion property is used.
  • the positive C plate was a positive C plate having a thickness retardation value of 140 nm and a front retardation value of zero.
  • the negative B plate was a negative B plate having a thickness retardation value of -280 nm and a front retardation value of 60 nm.
  • Experimental Example 1 was carried out in the same manner as in Experimental Example 1, except that a positive C plate having a thickness retardation value of 182 nm and a front phase difference value of 0 was applied.
  • the first ⁇ / 2 wave plate and the second ⁇ / 2 wave plate are applied to the ⁇ / 2 wave plate having a flat dispersion, the first ⁇ / 2 wave plate and the second ⁇ / 2 wave plate As for the / 4 wave plate, a? / 4 wave plate having a flat dispersion is used.
  • the omnidirectional CR of the liquid crystal display of Experimental Example 1 is shown in FIG. 3, and the omnidirectional CR of the liquid crystal display of Experimental Example 2 is shown in FIG. 4.
  • omnidirectional CR of the liquid crystal display of Experimental Example 3 is shown in FIG. 5
  • omnidirectional CR of the liquid crystal display of Experimental Example 4 is shown in FIG. 6
  • omnidirectional of the liquid crystal display of Experimental Example 5 CR is shown in FIG. 7.
  • the absorption axes of the upper polarizing plate and the lower polarizing plate of the liquid crystal display device are formed to be parallel to each other, it is possible to solve the size constraints of the polarizing plate according to the width of the polarizing plate fabric.
  • the front polar ratio may be increased by reducing black luminance due to side light scattering than when the second polarization rotating layer is provided between the lower polarizing plate and the liquid crystal panel.

Abstract

본 출원은, 제1 편광회전층; 제2 편광회전층; 및 상기 제1 편광회전층 및 제2 편광회전층 사이에 구비된 포지티브 C 플레이트(positive C plate)를 포함하고, 상기 제1 편광회전층은 제1 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제1 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 제2 편광회전층은 제2 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제2 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하는 것인 적층체, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

Description

적층체 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
본 출원은 2018년 6월 5일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0064884호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 적층체 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 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 편광판이 위치하게 되는데, 편광판은 투과축과 일치하는 편광 성분의 빛을 투과시켜 2개의 편광판의 투과축의 배치와 액정의 배열 특성에 의해 빛의 투과 정도를 결정하게 된다.
종래의 액정 표시 장치에 사용되는 편광판은 요오드와 흡착력이 좋은 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alcohol; PVA)을 사용하여 이를 연신(延伸)을 통해 요오드 이온을 정렬한 PVA 연신형이 주로 사용되고 있다.
본 출원은 편광판의 크기 제약성을 해소할 수 있고, 정면 CR 특성이 향상된 액정 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는,
제1 편광회전층;
제2 편광회전층; 및
상기 제1 편광회전층 및 제2 편광회전층 사이에 구비된 포지티브 C 플레이트(positive C plate)를 포함하고,
상기 제1 편광회전층은 제1 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제1 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 제2 편광회전층은 제2 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제2 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하는 것인 적층체를 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는,
상부 편광판; 하부 편광판; 및 상기 상부 편광판과 하부 편광판 사이에 구비되는 액정 패널을 포함하고,
상기 상부 편광판 및 하부 편광판은 흡수축이 서로 평행하도록 구비되며,
상기 상부 편광판과 액정 패널 사이에, 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트(positive C plate) 및 제2 편광회전층을 순차적으로 포함하며,
상기 제1 편광회전층은 제1 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제1 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 제2 편광회전층은 제2 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제2 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하며,
상기 액정 패널은 수직배향액정모드인 것인 액정 표시 장치를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 액정 표시 장치의 상부 편광판 및 하부 편광판의 흡수축을 서로 평행하도록 형성함으로써, 편광판 원단의 폭에 따른 편광판의 사이즈 제약성을 해소할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상부 편광판과 액정 패널 사이에 상기 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트 및 제2 편광회전층을 포함함으로써, 상기 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트 및 제2 편광회전층이 하부 편광판과 액정 패널 사이에 구비되는 경우보다 측면빛 산란으로 인한 블랙(black) 휘도를 감소하여 정면 CR(contrast ratio)을 상승시킬 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 편광회전층과 제2 편광회전층 사이에 포지티브 C 플레이트를 포함함으로써, 시야각에서 CR(contrast ratio) 감소를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시상태에 따른 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시상태에 따른 실험예 6의 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3 내지 도 7은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 실험예 1 내지 5의 액정 표시 장치의 전방위 CR을 나타낸 도이다.
[부호의 설명]
10: 상부 편광판
20: 하부 편광판
30: 액정 패널
40: 제1 λ/2 파장판
50: 제1 λ/4 파장판
60: 포지티브 C 플레이트
70: 제2 λ/2 파장판
80: 제2 λ/4 파장판
90: 네거티브 B 플레이트
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 장치는, 상부 편광판 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광판의 흡수축은 0도이고, 다른 하나의 편광판의 흡수축은 90도로 하여, 상부 편광판과 하부 편광판의 흡수축이 서로 직교하였다. 그러나, 편광판의 흡수축이 90도인 경우에는 편광판의 가로길이가 편광판을 제조하는 롤의 폭에 제한을 받게 되어, 제품 크기 확대에 제약요소가 된다. 현재의 편광판을 제조하는 롤의 최대 폭은 약 2,600mm이고, 이는 21:9 기준 TV 최대크기가 약 110인치 수준이다.
이러한 편광판의 크기가 제한되는 것을 개선하기 위하여, 폴리비닐알코올(PVA) 필름을 횡연신하여 편광판 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 편광판 및 하부 편광판의 흡수축을 모두 0도로 형성함으로써, 편광판 원단의 폭에 따른 편광판의 사이즈 제약성을 해소하였다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 적층체는, 제1 편광회전층; 제2 편광회전층; 및 상기 제1 편광회전층 및 제2 편광회전층 사이에 구비된 포지티브 C 플레이트(positive C plate)를 포함하고, 상기 제1 편광회전층은 제1 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제1 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 제2 편광회전층은 제2 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제2 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함한다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 액정 표시 장치는, 상부 편광판; 하부 편광판; 및 상기 상부 편광판과 하부 편광판 사이에 구비되는 액정 패널을 포함하고, 상기 상부 편광판 및 하부 편광판은 흡수축이 서로 평행하도록 구비되며, 상기 상부 편광판과 액정 패널 사이에, 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트(positive C plate) 및 제2 편광회전층을 순차적으로 포함하며, 상기 제1 편광회전층은 제1 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제1 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 제2 편광회전층은 제2 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제2 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하며, 상기 액정 패널은 수직배향액정모드이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 상부 편광판 및 하부 편광판은 흡수축이 서로 평행하도록 구비된다. 전술한 바와 같이, 편광판 원단의 폭에 따른 편광판의 사이즈 제약성을 해소하기 위하여, 상기 상부 편광판 및 하부 편광판의 흡수축은 모두 0도일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 하부 편광판과 액정 패널 사이에 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트 및 제2 편광회전층을 포함하는 경우보다, 상기 상부 편광판과 액정 패널 사이에 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트 및 제2 편광회전층을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 상부 편광판과 하부 편광판은, 액정 패널을 기준으로 액정 패널의 하부인 TFT 글래스면에 부착되는 것을 하부 편광판이라 하고, 반대편인 액정 패널 상부에 부착되는 것을 상부 편광판이라 한다.
백라이트 유닛(BLU)에서 출광되어 하부 편광판으로 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 편광판과 액정 패널 사이에 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트 및 제2 편광회전층을 포함하는 경우보다, 상기 상부 편광판과 액정 패널 사이에 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트 및 제2 편광회전층을 포함하는 경우에, 측면 빛 산란으로 인한 블랙 휘도가 감소하여 정면 CR이 상승하게 된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 편광회전층의 제1 λ/4 파장판은 상기 포지티브 C 플레이트 측에 구비되고, 상기 제2 편광회전층의 제2 λ/4 파장판은 상기 포지티브 C 플레이트 측에 구비될 수 있다.
따라서, 본 출원의 일 실시상태에 따른 적층체는, 제1 λ/2 파장판/제1 λ/4 파장판/포지티브 C 플레이트/제2 λ/4 파장판/제2 λ/2 파장판의 적층 구조일 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 액정 표시 장치는 상부 편광판/제1 λ/2 파장판/제1 λ/4 파장판/포지티브 C 플레이트/제2 λ/4 파장판/제2 λ/2 파장판/액정 패널/하부 편광판의 적층 구조일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 편광회전층의 제1 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 10도 내지 20도일 수 있고, 12.5도 내지 17.5도일 수 있으며, 상기 제1 편광회전층의 제1 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 70도 내지 80도일 수 있고, 72.5도 내지 77.5도일 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 편광회전층의 제2 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 10도 내지 20도일 수 있고, 12.5도 내지 17.5도일 수 있으며, 상기 제2 편광회전층의 제2 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 70도 내지 80도일 수 있고, 72.5도 내지 77.5도일 수 있다.
상기 각도를 벗어날 경우 90도 선편광 변환이 안되기 때문에(예를 들어 0도→90도) 상부 편광판의 흡수축과 직교가 되지 않아 black에서 빛샘이 발생하여 C/R 저하가 발생하게 된다. 이상적인 광축 각도로서, 상기 제1 편광회전층의 제1 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 15도이고, 제1 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 75도이다. 또한, 이상적인 광축 각도로서, 상기 제2 편광회전층의 제2 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 15도이고, 제1 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 75도이다. 상기 범위를 설정한 이유는 일반적인 광학필름의 제작 공차를 고려한 사항이다.
상기 제1 λ/2 파장판 및 제2 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 제1 λ/2 파장판 및 제2 λ/2 파장판은 이들 수지 조성물을 제막하고, 1축 연신 또는 2축 연신 등을 행함으로써 얻을 수 있다. 또한, 상기 제1 λ/2 파장판 및 제2 λ/2 파장판으로서 액정성 중합체 또는 액정성 단량체를 배향시킨 배향 필름을 이용할 수도 있다.
상기 제1 λ/2 파장판 및 제2 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.
상기 제1 λ/4 파장판 및 제2 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 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판은 이들 수지 조성물을 제막하고, 1축 연신 또는 2축 연신 등을 행함으로써 얻을 수 있다. 또한, 상기 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판으로서 액정성 중합체 또는 액정성 단량체를 배향시킨 배향 필름을 이용할 수도 있다.
상기 제1 λ/4 파장판 및 제2 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 제1 편광회전층 및 제2 편광회전층 사이에는 포지티브 C 플레이트가 구비된다.
본 출원에 있어서, 상기 포지티브 C 플레이트는 nz > nx = ny의 굴절율 분포를 갖는 필름을 의미한다. 이 때, nx는 필름의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며, nz는 필름의 두께 방향의 굴절율이다.
상기 포지티브 C 플레이트는 당 기술분야에 알려진 것을 이용할 수 있고 특별히 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 상기 포지티브 C 플레이트는 고분자 필름을 적절한 방법으로 배향시킴으로써 제조되거나, 중합성 콜레스테릭 액정 화합물을 기판의 일면에 도공하고 일정한 방향으로 배향시킨 후 경화시켜 제조될 수 있다. 상기 중합성 콜레스테릭 액정 화합물을 사용하는 경우에는 기판으로서 제로(zero) 위상차 필름을 사용할 수 있다. 본 출원에 있어서, 상기 제로 위상차 필름이란 광이 투과해도 실질적인 위상차가 발생하지 않는 필름을 의미하는 것으로 한다.
일반적으로 사용되는 포지티브 C 플레이트는 수직 배향 액정층으로, 실질적으로 수직 배향된 액정을 포함하는 액정 고분자층을 의미하고, 상기 고분자층은 소위 포지티브 C 플레이트의 특성을 나타낼 수 있다. 상기에서 포지티브 C 플레이트의 특성은, 그 지상축 방향의 굴절률(nx)과 지상축 방향의 굴절률(ny)이 실질적으로 동일하고, 두께 방향의 굴절률(nz)이 지상축 방향의 굴절률(ny)에 비하여 큰 경우(nz > ny)를 의미할 수 있다. 상기에서 지상축 방향의 굴절률(nx)과 지상축 방향의 굴절률(ny)의 동일은 실질적인 동일이고, 따라서 공정 오차 등에 의해 발생하는 미세한 차이가 있는 경우도 실질적 동일의 범주에 포함된다. 또한, 수직 배향 액정층은 포지티브 C 플레이트의 특성을 보이는 한, 일부 수직 배향되지 않은 액정을 포함할 수도 있다. 또한, 분산특성이 정의 분산특성 또는 역의 분산특성을 가질 수 있다.
상기 포지티브 C 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 1로 표시되는 두께 방향 위상차값(Rth)이 50nm 내지 200nm 일 수 있다. 또한, 상기 포지티브 C 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 2로 표시되는 정면 위상차값(Ro)이 -5nm 내지 5nm 일 수 있고, 0 일 수 있다.
[수학식 1]
Rth = [nz - (nx + ny) / 2] × d
[수학식 2]
Ro = (nx - ny) × d
상기 수학식 1 및 2에서,
nx는 포지티브 C 플레이트의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
ny는 포지티브 C 플레이트의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 포지티브 C 플레이트의 두께 방향의 굴절율이고,
d는 포지티브 C 플레이트의 두께이다.
상기 위상차값을 벗어나는 경우에는 시야각 비대칭으로 인한 정면 블랙(black) 휘도가 증가하여 C/R 저하가 발생할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 편광회전층과 액정 패널 사이에 제1 시야각 보상필름을 추가로 포함할 수 있고, 상기 제1 시야각 보상필름은 네거티브 B 플레이트(negative B plate)를 포함할 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 네거티브 B 플레이트는 nx > ny > nz 의 굴절율 분포를 갖는 필름을 의미한다. 이 때, nx는 필름의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며, nz는 필름의 두께 방향의 굴절율이다.
상기 네거티브 B 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 3으로 표시되는 두께 방향 위상차값(Rth)이 -230nm 내지 -330nm 일 수 있다. 또한, 상기 네거티브 B 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 4로 표시되는 정면 위상차값(Ro)이 10nm 내지 110nm 일 수 있다.
[수학식 3]
Rth = [nz - (nx + ny) / 2] × d
[수학식 4]
Ro = (nx - ny) × d
상기 수학식 3 및 4에서,
nx는 네거티브 B 플레이트의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
ny는 네거티브 B 플레이트의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 네거티브 B 플레이트의 두께 방향의 굴절율이고,
d는 네거티브 B 플레이트의 두께이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 액정 패널과 하부 편광판 사이에 제2 시야각 보상필름을 추가로 포함할 수 있고, 상기 제2 시야각 보상필름은 포지티브 A 플레이트(positive A plate) 및 네거티브 C 플레이트(negative C plate)를 포함할 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 포지티브 A 플레이트는 nx > ny = nz의 굴절율 분포를 갖는 필름을 의미하고, 상기 네거티브 C 플레이트는 nx = ny > nz의 굴절율 분포를 갖는 필름을 의미한다. 이 때, nx는 필름의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며, nz는 필름의 두께 방향의 굴절율이다.
상기 포지티브 A 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 5로 표시되는 정면 위상차값(Ro)이 90nm 내지 190nm 일 수 있다.
[수학식 5]
Ro = (nx - ny) × d
상기 수학식 5에서,
nx는 포지티브 A 플레이트의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
ny는 포지티브 A 플레이트의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
d는 포지티브 A 플레이트의 두께이다.
상기 위상차값을 벗어나는 경우에는 시야각에서 수직배향된 액정의 위상차 보상이 완전히 이루어지지 않아 블랙 스테이트(black state)에서 빛 누설로 인한 C/R 저하가 발생할 수 있다.
상기 네거티브 C 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 6으로 표시되는 두께 방향 위상차값(Rth)이 -160nm 내지 -260nm 일 수 있다. 또한, 상기 포지티브 C 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 7로 표시되는 정면 위상차값(Ro)이 -5nm 내지 5nm 일 수 있고, 0 일 수 있다.
[수학식 6]
Rth = [nz - (nx + ny) / 2] × d
[수학식 7]
Ro = (nx - ny) × d
상기 수학식 6 및 7에서,
nx는 네거티브 C 플레이트의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
ny는 네거티브 C 플레이트의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 네거티브 C 플레이트의 두께 방향의 굴절율이고,
d는 네거티브 C 플레이트의 두께이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판의 파장분산성은 각각 독립적으로 정분산성 또는 플랫(flat) 분산성일 수 있다. 특히, 상기 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판의 파장분산성이 각각 정분산성인 경우에는 플랫 분산성인 경우보다 정명 C/R 특성이 보다 우수할 수 있다.
상기 정분산성은 입사광의 파장이 커짐에 따라 발생되는 위상차 값이 작아지는 특성을 갖는 것을 의미하고, 상기 플랫 분산성은 입사광의 입사광의 파장에 무관하게 유사한 정도의 위상차 값이 발생하는 특성을 갖는 것을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 λ/4 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값은 상기 제1 λ/2 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값보다 크고, 상기 제2 λ/4 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값은 상기 제2 λ/2 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값보다 큰 것이 바람직하다. 상기 Ro(450)은 450nm에서의 정면 위상차값을 의미하고, Ro(550)은 550nm에서의 정면 위상차값을 의미하고, 상기 정면 위상차값(Ro)은 하기 수학식 8로 표시될 수 있다
[수학식 8]
Ro = (nx - ny) × d
상기 수학식 8에서,
nx는 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 또는 제2 λ/4 파장판의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
ny는 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 또는 제2 λ/4 파장판의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
d는 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 또는 제2 λ/4 파장판의 두께이다.
보다 구체적으로, 이상적인 값으로는 상기 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값은 각각 1.21 일 수 있고, 상기 제1 λ/2 파장판 및 제2 λ/2 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값은 각각 1.08 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 상부 편광판, 하부 편광판, 액정 패널, 제1 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판, 포지티브 C 플레이트, 제2 λ/4 파장판, 제2 λ/2 파장판 등의 접합은 수계 접착제 또는 UV 경화형 접착제를 이용하여 접합할 수 있고, PSA 점착제를 이용하여 접합할 수도 있다.
본 출원에 있어서, 상기 상부 편광판 및 하부 편광판은 각각 독립적으로 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광판일 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 편광판의 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(TriAcethyl 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 VA(Vertical Alignment) 모드 액정 패널일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 액정 표시 장치는 아래와 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
1) 상부 편광판/제1 λ/2 파장판/제1 λ/4 파장판/포지티브 C 플레이트/제2 λ/4 파장판/제2 λ/2 파장판/액정 패널/하부 편광판의 구조
2) 상부 편광판/제1 λ/2 파장판/제1 λ/4 파장판/포지티브 C 플레이트/제2 λ/4 파장판/제2 λ/2 파장판/네거티브 B 플레이트/액정 패널/하부 편광판의 구조
3) 상부 편광판/제1 λ/2 파장판/제1 λ/4 파장판/포지티브 C 플레이트/제2 λ/4 파장판/제2 λ/2 파장판/액정 패널/네거티브 C 플레이트/포지티브 A 플레이트/하부 편광판
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.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
<실시예>
<실험예 1>
흡수축이 0도로 형성된 PVA층에 광축이 15도인 제1 λ/2 파장판, 광축이 75도인 제1 λ/4 파장판, 포지티브 C 플레이트, 광축이 15도인 제2 λ/4 파장판, 광축이 75도인 제2 λ/2 파장판, 및 네가티브 B 플레이트를 순차적으로 적층하였다. 상기 합지된 적층체를 VA 패널의 상부에 부착하고, VA 패널의 반대편에는 흡수축이 0도로 형성된 일반 편광판이 위치하도록 구성하였다.
이 때, 상기 제1 λ/2 파장판 및 제2 λ/2 파장판은 각각 파장분산성이 Ro(450)/Ro(550)=1.08인 λ/2 파장판을 적용하였다. 또한, 상기 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판은 각각 파장분산성이 Ro(450)/Ro(550)=1.21인 λ/4 파장판을 적용하였다. 즉, 상기 제1 λ/2 파장판 및 제2 λ/2 파장판은 파장분산성이 정분산성인 λ/2 파장판을 적용하였고, 상기 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판은 파장분산성이 정분산성인 λ/4 파장판을 적용하였다.
또한, 상기 포지티브 C 플레이트는 두께 방향 위상차값이 140nm 이고, 정면 위상차값이 0인 포지티브 C 플레이트를 적용하였다. 또한, 상기 네가티브 B 플레이트는 두께 방향 위상차값이 -280nm 이고, 정면 위상차값이 60nm인 네가티브 B 플레이트를 적용하였다.
상기 실험예 1의 구조는 하기 도 1에 개략적으로 나타내었다.
<실험예 2>
실험예 1에서 두께 방향 위상차값이 182nm 이고, 정면 위상차값이 0인 포지티브 C 플레이트를 적용한 것을 제외하고는, 실험예 1과 동일하게 수행하였다.
<실험예 3>
실험예 1에서 상기 제1 λ/2 파장판 및 제2 λ/2 파장판으로서 파장분산성이 Ro(450)/Ro(550)=1인 λ/2 파장판을 적용하고, 상기 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판으로서 파장분산성이 Ro(450)/Ro(550)=1인 λ/4 파장판을 적용한 것을 제외하고는, 실험예 1과 동일하게 수행하였다. 즉, 상기 제1 λ/2 파장판 및 제2 λ/2 파장판은 파장분산성이 플랫(flat) 분산성인 λ/2 파장판을 적용하였고, 상기 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판은 파장분산성이 플랫(flat) 분산성인 λ/4 파장판을 적용하였다.
<실험예 4>
실험예 1에서 상기 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판으로서 파장분산성이 Ro(450)/Ro(550)=1.08인 λ/4 파장판을 적용한 것을 제외하고는, 실험예 1과 동일하게 수행하였다.
<실험예 5>
하기 도 2의 구조와 같이, 포지티브 C 플레이트를 적용하지 않고 실험예 1과 동일하게 수행하였다.
상기 실험예 1 내지 5에 대하여, Techwiz LCD 1D 프로그램을 이용하여 시뮬레이션을 진행하였다.
상기 실험예 1의 액정 표시 장치의 전방위 CR을 하기 도 3에 나타내었고, 상기 실험예 2의 액정 표시 장치의 전방위 CR을 하기 도 4에 나타내었다.
또한, 상기 실험예 3의 액정 표시 장치의 전방위 CR을 하기 도 5에 나타내었고, 상기 실험예 4의 액정 표시 장치의 전방위 CR을 하기 도 6에 나타내었으며, 상기 실험예 5의 액정 표시 장치의 전방위 CR을 하기 도 7에 나타내었다.
또한, 상기 실험예 1 내지 4의 액정표시 장치의 정면 C/R은 하기 표 1에 정리하였다.
[표 1]
Figure PCTKR2019006713-appb-I000001
상기 실험예 1 및 실험예 3을 비교하면, λ/2 파장판과 λ/4 파장판의 파장분산성이 플랫(flat)인 것 대비 정분산인 경우가 정면 C/R 특성이 우수함을 알 수 있다. 또한, 상기 실험예 1 및 실험예 4를 비교하면, 정분산을 지니는 λ/2 파장판과 λ/4 파장판의 조합의 경우에는, Ro(450)/Ro(550)의 비율이 λ/2 파장판보다 λ/4 파장판이 더 큰 경우에 정면 C/R 특성이 우수함을 알 수 있다. 또한, 도 2, 3 및 7에 보여주는 바와 같이, 실험예 1, 2 및 5의 전방위 C/R을 비교하면, 포지티브 C 플레이트의 위상차 값의 조정을 통하여 시야각 C/R 특성을 증대시킬 수 있고, 방위각에 따른 비대칭성을 조정할 수 있음을 알 수 있다.
상기 결과와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 액정 표시 장치의 상부 편광판 및 하부 편광판의 흡수축을 서로 평행하도록 형성함으로써, 편광판 원단의 폭에 따른 편광판의 사이즈 제약성을 해소할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상부 편광판과 액정 패널 사이에 상기 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트 및 제2 편광회전층을 포함함으로써, 상기 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트 및 제2 편광회전층이 하부 편광판과 액정 패널 사이에 구비되는 경우보다 측면빛 산란으로 인한 블랙(black) 휘도를 감소하여 정면 CR(contrast ratio)을 상승시킬 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 편광회전층과 제2 편광회전층 사이에 포지티브 C 플레이트를 포함함으로써, 시야각에서 CR(contrast ratio) 감소를 최소화할 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1 편광회전층;
    제2 편광회전층; 및
    상기 제1 편광회전층 및 제2 편광회전층 사이에 구비된 포지티브 C 플레이트(positive C plate)를 포함하고,
    상기 제1 편광회전층은 제1 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제1 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 제2 편광회전층은 제2 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제2 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하는 것인 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 편광회전층의 제1 λ/4 파장판은 상기 포지티브 C 플레이트 측에 구비되고,
    상기 제2 편광회전층의 제2 λ/4 파장판은 상기 포지티브 C 플레이트 측에 구비되는 것인 적층체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 포지티브 C 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 1로 표시되는 두께 방향 위상차값(Rth)이 50nm 내지 200nm 이고, 550nm에서 하기 수학식 2로 표시되는 정면 위상차값(Ro)이 -5nm 내지 5nm 인 것인 적층체:
    [수학식 1]
    Rth = [nz - (nx + ny) / 2] × d
    [수학식 2]
    Ro = (nx - ny) × d
    상기 수학식 1 및 2에서,
    nx는 포지티브 C 플레이트의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
    ny는 포지티브 C 플레이트의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
    nz는 포지티브 C 플레이트의 두께 방향의 굴절율이고,
    d는 포지티브 C 플레이트의 두께이다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 λ/4 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값은 상기 제1 λ/2 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값보다 크고,
    상기 제2 λ/4 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값은 상기 제2 λ/2 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값보다 크며,
    상기 Ro(450)은 450nm에서의 정면 위상차값을 의미하고, Ro(550)은 550nm에서의 정면 위상차값을 의미하고, 상기 정면 위상차값(Ro)은 하기 수학식 8로 표시되는 것인 적층체:
    [수학식 8]
    Ro = (nx - ny) × d
    상기 수학식 8에서,
    nx는 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 또는 제2 λ/4 파장판의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
    ny는 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 또는 제2 λ/4 파장판의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
    d는 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 또는 제2 λ/4 파장판의 두께이다.
  5. 상부 편광판; 하부 편광판; 및 상기 상부 편광판과 하부 편광판 사이에 구비되는 액정 패널을 포함하고,
    상기 상부 편광판 및 하부 편광판은 흡수축이 서로 평행하도록 구비되며,
    상기 상부 편광판과 액정 패널 사이에, 제1 편광회전층, 포지티브 C 플레이트(positive C plate) 및 제2 편광회전층을 순차적으로 포함하며,
    상기 제1 편광회전층은 제1 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제1 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하고, 상기 제2 편광회전층은 제2 λ/2 파장판(half wave plate) 및 제2 λ/4 파장판(quarter wave plate)을 포함하며,
    상기 액정 패널은 수직배향액정모드인 것인 액정 표시 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 편광회전층의 제1 λ/4 파장판은 상기 포지티브 C 플레이트 측에 구비되고,
    상기 제2 편광회전층의 제2 λ/4 파장판은 상기 포지티브 C 플레이트 측에 구비되는 것인 액정 표시 장치.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 편광회전층의 제1 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 10도 내지 20도이고,
    상기 제1 편광회전층의 제1 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 70도 내지 80도인 것인 액정 표시 장치.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 제2 편광회전층의 제2 λ/4 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 10도 내지 20도이고,
    상기 제2 편광회전층의 제2 λ/2 파장판의 광축과 상기 상부 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 70도 내지 80도인 것인 액정 표시 장치.
  9. 청구항 5에 있어서, 상기 포지티브 C 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 1로 표시되는 두께 방향 위상차값(Rth)이 50nm 내지 200nm 이고, 550nm에서 하기 수학식 2로 표시되는 정면 위상차값(Ro)이 -5nm 내지 5nm 인 것인 액정 표시 장치:
    [수학식 1]
    Rth = [nz - (nx + ny) / 2] × d
    [수학식 2]
    Ro = (nx - ny) × d
    상기 수학식 1 및 2에서,
    nx는 포지티브 C 플레이트의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
    ny는 포지티브 C 플레이트의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
    nz는 포지티브 C 플레이트의 두께 방향의 굴절율이고,
    d는 포지티브 C 플레이트의 두께이다.
  10. 청구항 5에 있어서, 상기 제2 편광회전층과 액정 패널 사이에 제1 시야각 보상필름을 추가로 포함하는 것인 액정 표시 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 제1 시야각 보상필름은 네거티브 B 플레이트(negative B plate)를 포함하는 것인 액정 표시 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 네거티브 B 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 3으로 표시되는 두께 방향 위상차값(Rth)이 -230nm 내지 -330nm 이고, 550nm에서 하기 수학식 4로 표시되는 정면 위상차값(Ro)이 10nm 내지 110nm 인 것인 액정 표시 장치:
    [수학식 3]
    Rth = [nz - (nx + ny) / 2] × d
    [수학식 4]
    Ro = (nx - ny) × d
    상기 수학식 3 및 4에서,
    nx는 네거티브 B 플레이트의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
    ny는 네거티브 B 플레이트의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
    nz는 네거티브 B 플레이트의 두께 방향의 굴절율이고,
    d는 네거티브 B 플레이트의 두께이다.
  13. 청구항 5에 있어서, 상기 액정 패널과 하부 편광판 사이에 제2 시야각 보상필름을 추가로 포함하는 것인 액정 표시 장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제2 시야각 보상필름은 포지티브 A 플레이트(positive A plate) 및 네거티브 C 플레이트(negative C plate)를 포함하는 것인 액정 표시 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 포지티브 A 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 5로 표시되는 정면 위상차값(Ro)이 90nm 내지 190nm 인 것인 액정 표시 장치:
    [수학식 5]
    Ro = (nx - ny) × d
    상기 수학식 5에서,
    nx는 포지티브 A 플레이트의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
    ny는 포지티브 A 플레이트의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
    d는 포지티브 A 플레이트의 두께이다.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 네거티브 C 플레이트는 550nm에서 하기 수학식 6으로 표시되는 두께 방향 위상차값(Rth)이 -160nm 내지 -260nm 이고, 550nm에서 하기 수학식 7로 표시되는 정면 위상차값(Ro)이 -5nm 내지 5nm 인 것인 액정 표시 장치:
    [수학식 6]
    Rth = [nz - (nx + ny) / 2] × d
    [수학식 7]
    Ro = (nx - ny) × d
    상기 수학식 6 및 7에서,
    nx는 네거티브 C 플레이트의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
    ny는 네거티브 C 플레이트의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
    nz는 네거티브 C 플레이트의 두께 방향의 굴절율이고,
    d는 네거티브 C 플레이트의 두께이다.
  17. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 및 제2 λ/4 파장판의 파장분산성은 각각 정분산성인 것인 액정 표시 장치.
  18. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 λ/4 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값은 상기 제1 λ/2 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값보다 크고,
    상기 제2 λ/4 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값은 상기 제2 λ/2 파장판의 Ro(450)/Ro(550) 값보다 크며,
    상기 Ro(450)은 450nm에서의 정면 위상차값을 의미하고, Ro(550)은 550nm에서의 정면 위상차값을 의미하고, 상기 정면 위상차값(Ro)은 하기 수학식 8로 표시되는 것인 액정 표시 장치:
    [수학식 8]
    Ro = (nx - ny) × d
    상기 수학식 8에서,
    nx는 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 또는 제2 λ/4 파장판의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고,
    ny는 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 또는 제2 λ/4 파장판의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
    d는 제1 λ/2 파장판, 제2 λ/2 파장판, 제1 λ/4 파장판 또는 제2 λ/4 파장판의 두께이다.
  19. 청구항 5에 있어서, 상기 상부 편광판 및 하부 편광판은 각각 독립적으로 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광판인 것인 액정 표시 장치.
  20. 청구항 5에 있어서, 상기 액정 패널은 VA(Vertical Alignment) 모드 액정 패널인 것인 액정 표시 장치.
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