KR100735203B1

KR100735203B1 - 오씨비 모드 액정표시장치

Info

Publication number: KR100735203B1
Application number: KR1020050098627A
Authority: KR
Inventors: 서동해; 노정동; 김도영
Original assignee: 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2007-07-03
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: KR20070042726A

Abstract

개시된 오씨비 모드 액정표시장치는, 상부 기판과, 상부 기판에 이격 대향하는 하부 기판 및 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 개재된 액정 패널과, 액정 패널 양측에 각각 마련된 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름과, 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름 외측에 각각 마련된 상하부 편광판 및 상부 와이드 뷰 위상 보상 필름과 상부 편광판 사이 및 하부 와이드 뷰 위상 보상 필름과 하부 편광판 사이 중 어느 한 곳에 삽입된 이축성 위상 보상 필름을 포함함으로써, 액정표시장치의 설계 변경에 따라 와이드 뷰 위상 보상 필름의 수 증가 없이, 액정 패널의상부 또는 하부측에 이축성 위상 보상 필름을 삽입함으로써, 완전한 다크 상태를 구현하여 넓은 시야각과, 고투과율 및 이에 따른 양질의 콘트라스트 비를 형성할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

Description

오씨비 모드 액정표시장치{OCB mode LCD device}

도 1은 종래의 오씨비 모드 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오씨비 모드 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도,

도 3은 도 2의 오씨비 모드 액정표시장치의 시야각 특성을 측정한 도면

도 4는 도 2의 오씨비 모드 액정표시장치의 전압-투과율 특성을 나타낸 도면.

본 발명은 오씨비 모드 액정표시장치에 관한 것으로써, 특히 광학 보상필름이 구비된 오씨비 모드 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 경박단소하고 저전압 구동 및 저전력 소모라는 장점을 바탕으로 CRT를 대신하여 개발되어져 왔으며, 특히 박막트랜지스터 액정표시장치는 CRT에 필적할만한 고화질화, 대형화, 컬러화 등을 실현하여 최근 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 컬러필터 및 상대 전극이 형성된 컬러필터 기판이 액정층의 개 재하에 합착된 구조를 가지며, 액정표시장치에 이용되는 액정은 일반적으로 트위스티드 네마틱(twisted nematic: TN) 모드의 액정이 주로 이용된다.

그런데, TN 모드 액정표시장치는 높은 화상표시 콘트라스트를 갖지만, 느린 응답속도와 시야각 의존성이 크다는 문제가 있어 넓은 시야각을 가지면서 응답속도가 향상된 OCB(optically compensated bend) 모드 액정표시장치가 제안되었다.

이러한 OCB 모드 액정표시장치로서 종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 구조가 일반적으로 채용되고 있다.

도면을 참조하면, OCB 모드 액정표시장치는 액정셀(10)과, 이 액정셀(10)을 기준으로 양 측에 대칭적으로 상하부 편광판(14a,14b)이 마련되며, 상부 편광판(14a)과 액정셀(10) 사이 및 하부 편광판(14b)과 액정셀(10) 사이에 와이드 뷰 위상 보상 필름(13a,13b)이 각각 마련된다.

액정셀(10)은 소정 방향으로 러빙(rubbing) 처리되며, 이 러빙 처리된 방향을 따라 액정셀(10) 내부에 존재하는 액정 분자(11)들이 배열된다. 여기서, 액정셀(10) 내로 전압을 인가하게 되면 액정 분자(11)들은 벤드(bend) 구조로 재배열되어 빛을 투과시키게 된다.

상하부 편광판(14a,14b)은 선형 편광판으로서, 상부 편광판(14a)의 흡수축과 하부 편광판(14b)의 흡수축은 서로 직교하는 방향으로 형성된다. 그리고 상부 편광판(14a)과 하부 편광판(14b)의 흡수축(a,b)은 액정셀(10)의 러빙 방향(c)과 45°의 각도만큼 차이나게 형성된다.

와이드 뷰 위상 보상 필름(13a,13b)은 액정표시장치에서 발생하는 위상 지연 값을 보상하기 위한 것으로서, 액정셀(10) 내에 전압을 인가하여 액정 분자(11)의 벤드 구조 형성 시, 기판(12a,12b) 부근에서의 완전한 수직이 이루어지지 않는 액정 분자(11)에 의한 위상 지연값을 보상하기 위한 것이다. 즉, 완전한 수직이 이루어지지 않는 액정 분자(11)에 의하여 편광 상태가 변화하여 정면에서 완전한 다크(dark)를 구현하기 힘들므로 이를 와이드 뷰 위상 보상 필름(13a,13b)에 의하여 상쇄하므로서 위상 지연값을 보상한다.

이와 같은 구조의 OCB 모드 액정표시장치에 의하면, 액정셀(10) 내부에 전압을 인가하여 빛이 투과되도록 액정 분자(11)들을 밴드 구조로 형성시켜고, 기판(12a,12b) 부근에서 완전한 수직이 이루어지지 않는 액정 분자(11)에 의한 위상 지연값을 와이드 뷰 위상 보상 필름(13a,13b)에 의하여 보상하므로써 완전한 다크 상태를 만들게 된다.

그런데, 이러한 위상 지연값을 상쇄시키기 위한 와이드 뷰 위상 보상 필름(13a,13b)은 한가지 형태로만 기성화되어 출시되기 때문에 액정셀의 리타데이션 변화 등 액정 모드의 설계 변화에 적절히 대응하지 못하여, 액정 모드의 설계 변화에 따라 와이드 뷰 위상 보상 필름을 여러 장 겹쳐서 위상 지연값을 상쇄하고 있다.

따라서, 이와 같이 액정 모드의 설계 변화에 따른 다수의 와이드 뷰 위상 보상 필름의 사용은 전체 액정표시장치의 두께를 증가시킬 뿐만 아니라, 사용되는 필름의 수만큼 휘도 또한 감소되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 액정표시장치 의 두께 증가와 휘도의 감소가 없도록 와이드 뷰 위상 보상 필름의 수를 고정하면서 고투과 광시야각 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오씨비 모드 액정표시장치는, 상부 기판과, 상기 상부 기판에 이격 대향하는 하부 기판 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 액정층이 개재된 액정 패널; 상기 액정 패널 양측에 각각 마련된 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름; 상기 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름 외측에 각각 마련된 상하부 편광판; 및 상기 상부 와이드 뷰 위상 보상 필름과 상기 상부 편광판 사이 및 상기 하부 와이드 뷰 위상 보상 필름과 상기 하부 편광판 사이 중 어느 한 곳에 삽입된 이축성 위상 보상 필름을 포함한다.

여기서, 상기 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름 중 어느 한 와이드 뷰 위상 보상 필름과 상기 이축성 위상 보상 필름에 의한 위상 지연 범위는 367~407㎚ 이내의 두께 방향값을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이축성 위상 보상 필름의 위상 지연 범위는 40~80㎚ 이내의 정면값과 230~270㎚ 이내의 두께 방향값을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이축성 위상 보상 필름은 (nx-ny)ㆍd=40~80㎚ 이내이고, (nz-nx)ㆍd=-230~-270㎚ 이내인 것이 바람직하다.

또한, 상기 액정층을 이루는 액정 분자의 Z축 타원 계수는 3~6㎛ 이내인 것이 바람직하다.

또한, 상기 이축성 위상 보상 필름의 흡수축은 상기 하부 편광판의 흡수축과 평행한 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오씨비 모드 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 오씨비 모드 액정표시장치(100)는 액정 패널(110)과, 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120,140)과, 상하부 편광판(130,150) 및 이축성 필름(160)을 포함한다.

액정 패널(110)은 상부 기판(111)과, 이 상부 기판(111)에 이격 대향하는 하부 기판(112) 및 상부 기판(111)과 하부 기판(112) 사이에 개재된 액정층(113)을 포함하고, 상하부 기판(111,112)에는 소정 방향으로 러빙된 배향막(미도시)이 마련되며, 액정층(113)은 밴드 배열을 형성하며, 소정의 위상 지연값을 가지는 액정 분자(114)들로 이루어진다.

그리고 이 액정 분자(114)들은 x,y,z축으로 이루어진 3차원 타원체로써, 광학 이방성을 가지며, z축의 타원 계수는 (ndx-ndz)/(ndx-ndy)의 식으로부터 3~6㎛ 이내의 값을 가진다. 여기서, d는 두께, n은 굴절률을 나타낸다.

이와 같은 값을 가진 액정 분자(114)들에 의하면, 액정표시장치의 구동 시, 시야각이 넓어지고, 콘트라스트비가 향상될 수 있다.

상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120,140)은 TAC(triactyl cellulose)로 이루어진 지지체 위에 디스코틱(discotic) 액정층이 하이브리드 배향된 구조로써, 상 부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120)은 액정 패널(110)의 일측에 마련되고, 하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(140)은 액정 패널(110) 타측에 마련된다.

이 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120,140)의 광축은 상하부 기판(111,112)의 배향막에 형성된 러빙 방향과 동일한 방향으로 형성된다.

상하부 편광판(130,150)은 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120,140)의 외측, 즉 상부 편광판(130)은 상부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120)의 일측에, 그리고 하부 편광판(150)은 하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(150)의 타측에 각각 마련된다.

이축성 위상 보상 필름(160)은 상부 편광판(130)과 상부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120) 사이 또는 하부 편광판(150)과 하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(140) 사이 중 어느 한 곳에 삽입되며, x,y,z축에 대하여 nx＞ny＞nz의 구조를 갖는다. 여기서, n은 굴절률을 나타낸다.

그리고 이축성 위상 보상 필름(160)의 리타데이션 값, 즉 (nx-ny)ㆍd=40~80㎚ 이내이고, (nz-nx)ㆍd=-230~-270㎚ 이내의 값을 가진다.

이 이축성 위상 보상 필름(160)은 상부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120) 또는 하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(140)의 광축과 -45°를 이루고, 상부 편광판(130)과는 45°,하부 편광판(150)과는 평행한 광축을 이루며, 위상 지연 범위는 40~80㎚ 이내의 정면값과 230~270㎚ 이내의 두께 방향값을 갖는다.

한편, 상부 또는 하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120,140)과 이축성 위상 보상 필름(160) 양자에 의한 위상 지연 범위는 367~407㎚ 이내의 두께 방향값을 갖는다.

이와 같이 상부 편광판(130)과 상부 와이드 뷰 위상 보상 필름(120) 사이 또는 하부 편광판(150)과 하부 와이드 뷰 위상 보상 필름(140) 사이에 이축성 위상 보상 필름(160)을 삽입시킨 본 발명의 오씨비 모드 액정표시장치는 밴드 구조를 이루는 액정 분자(114)들의 위상 지연값, 특히 배향막 근처에 고정된 액정 분자(114)들에 의한 위상 지연을 와이드 뷰 위상 보상 필름(120,140)과 이축성 위상 보상 필름(160)에 의하여 보상하므로, 액정표시장치의 설계 변경에 따라 와이드 뷰 위상 보상 필름의 수 증가 없이 완전한 다크 상태를 구현하여 도 3 및 도 4와 같이 넓은 시야각과, 고투과율 및 이에 따른 양질의 콘트라스트 비를 형성할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 오씨비 모드 액정표시장치에 의하면, 액정표시장치의 설계 변경에 따라 와이드 뷰 위상 보상 필름의 수 증가 없이, 액정 패널의상부 또는 하부측에 이축성 위상 보상 필름을 삽입함으로써, 완전한 다크 상태를 구현하여 넓은 시야각과, 고투과율 및 이에 따른 양질의 콘트라스트 비를 형성할 수 있게 된다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

상부 기판과, 상기 상부 기판에 이격 대향하는 하부 기판 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 액정층이 개재된 액정 패널;

상기 액정 패널 양측에 각각 마련된 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름;

상기 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름 외측에 각각 마련된 상하부 편광판; 및

상기 상부 와이드 뷰 위상 보상 필름과 상기 상부 편광판 사이 및 상기 하부 와이드 뷰 위상 보상 필름과 상기 하부 편광판 사이 중 어느 한 곳에 삽입되며 흡수축이 상기 상부 또는 하부 편광판의 흡수축과 평행하게 형성된 이축성 위상 보상 필름을 포함한 것을 특징으로 하는 오씨비 모드 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 상하부 와이드 뷰 위상 보상 필름 중 어느 한 와이드 뷰 위상 보상 필름과 상기 이축성 위상 보상 필름에 의한 위상 지연 범위는 367~407㎚ 이내의 두께 방향값을 갖는 것을 특징으로 하는 오씨비 모드 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 이축성 위상 보상 필름의 위상 지연 범위는 40~80㎚ 이내의 정면값과 230~270㎚ 이내의 두께 방향값을 갖는 것을 특징으로 하는 오씨비 모드 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 이축성 위상 보상 필름은 (nx-ny)ㆍd=40~80㎚ 이내이고, (nz-nx)ㆍd=-230~-270㎚ 이내인 것을 특징으로 하는 오씨비 모드 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 액정층을 이루는 액정 분자의 Z축 타원 계수는 3~6㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 오씨비 모드 액정표시장치.
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