KR101337827B1

KR101337827B1 - 투과형 액정표시장치

Info

Publication number: KR101337827B1
Application number: KR1020087019561A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 우에사카
Original assignee: 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2013-12-06
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: US20090096960A1; CN101336389A; WO2007094103A1; TW200730929A; KR20080106409A; TWI422902B; EP1986042A4; JP2007212959A; EP1986042A1; CN101336389B; US7826017B2

Abstract

표시 특성의 변동이 적고, 표시가 분명하며, 고 콘트라스트이고, 시야각 의존성이 적은 투과형 액정표시장치로서, 백라이트 측으로부터 순차로 편광판, 파장 550nm에서 위상차 값이 50 내지 140nm인 제1 광학이방성층, 광학이방성이 음의 값인 제2의 광학이방성층, 서로 대향 배치된 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 중재하는 균질 배향 액정셀, 파장 550nm에서 위상차 값이 130 내지 210nm인 제3 광학이방성 층, 및 편광판을 적어도 포함하는 액정표시장치이고, 제1 광학이방성층이 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 투과형 액정표시장치가 제공된다.

투과형 액정표시장치, 광학이방성층, 액정 필름, 편광판, 액정셀

Description

투과형 액정표시장치{TRANSMISSION TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 워드프로세서 및 퍼스널 컴퓨터 등의 OA 기기, 전자수첩, 휴대전화 등의 휴대정보기기, 또는 액정모니터를 구비한 캠코더 등에 이용되는, 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 통상 액정 셀, 편광소자 및 광학보상시트(위상차판)를 포함한다. 투과형 액정표시장치에는 2매의 편광소자를 액정 셀의 양측에 적층시키고, 1매 또는 복수 매의 광학보상시트를 액정 셀과 편광소자 사이에 배치한다.

액정 셀은 봉상 액정성 분자, 이를 봉입시키기 위한 2매의 기판 및 봉상 액정성 분자에 전압을 가하기 위한 전극층을 포함한다. 액정 셀의 방식으로는, TN(Twisted Nematic) 방식, STN(Super Twisted Nematic) 방식, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 방식, IPS(In-Plane Switching) 방식, VA(Vertical Alignment) 방식, OCB(Optically Compensated Birefringence) 방식, HAN(Hybrid Aligned Nematic) 방식, ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell) 방식, 중간조 그레이스케일 방식, 도메인 분할방식, 또는 강유전성 액정, 반강유전성 액정을 이용한 표시 방식 등과 같은 각종 방식이 있다.

그런데, 투과형 액정표시장치는 액정 분자가 가진 굴절률 이방성 때문에 경 사 방향에서 봤을 때 표시 콘트라스트가 저하하고, 표시색이 변화하거나, 또는 계조(gradation)가 반전하는 등의 시야각 문제를 피할 수 없어, 그 개선이 요구되고 있다.

이 문제를 해결하는 방법으로서, 종래 TN 방식(액정 트위스티드 각 90도)을 이용한 투과형 액정 표시 장치에는, 광학 보상 필름을 액정셀과 상하 편광판 사이에 배치하는 제안이 있어, 실용화되어 있다.

예를 들어, 디스코틱 액정을 하이브리드 배향시킨 광학 보상 필름을 액정셀과 상하 편광판 사이에 배치한 구성, 또는 액정성 고분자를 네마틱 하이브리드 배향시킨 광학 보상 필름을 액정셀과 상하 편광판 사이에 배치한 구성 등이 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3 참조).

TN 방식의 경우, 콘트라스트가 넓은 영역은 개선되지만, 계조가 반전하는 범위가 넓어, 반드시 시야각 특성이 충분하다고 말할 수 없다. 이것은, 액정층이 90도 비틀어져 있음으로 인해, 전압을 인가했을 때 액정 셀 내의 액정 분자가 경사를 이루고 있는 부분이 90도 방위까지 넓어지는 만큼, 계조가 반전하는 범위가 넓어지는 것에 기인한다.

이러한 이유로부터, 계조가 반전하는 방위를 좁힌다고 하는 의미에서, 상기 액정 셀의 방식으로서 액정 분자의 트위스트 각이 0도인 동시에 균질 배향된 ECB(electrically controlled birefringence)를 이용한 표시 방식이 바람직하다. ECB 방식의 시야각 개선으로서, 균질 액정 셀의 상하에 네마틱 하이브리드 배향된 광학 보상 필름과 1축성 위상차 필름을 각각 2매 배치한 구성이 제안되어 있다(특 허문헌 4 참조).

하지만, 상기 방법을 이용해도, 경사 방향에서 봤을 때 표시 콘트라스트가 저하하거나, 표시색이 변화하거나 또는 계조가 반전하는 등의 시야각의 문제는 해결되지 않고, 더욱이 상하 합계 4매의 필름을 사용하는 만큼, 각 필름의 파라미터의 변동으로 인해 표시 특성의 변동이 많고, 총 막 두께가 두꺼워지고 신뢰성이 떨어지는 등의 과제가 남아 있어, 이들의 개량이 요구되고 있다.

특허문헌 1: 특허 제2640083호 공보

특허문헌 2: 특개평 11-194325호 공보

특허문헌 3: 특개평 11-194371호 공보

특허문헌 4: 특개 2005-2020101호 공보

[발명의 개시]

본 발명은 전술한 문제점을 개량한 것으로서, 표시 특성의 변동이 적고, 표시가 분명하며, 고 콘트라스트이고, 시야각 의존성이 적은 투과형 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 제1 관점은, 백라이트 측으로부터 순차로 편광판, 파장 550nm에서 위상차 값이 50 내지 140nm인 제1 광학이방성층, 광학이방성이 음(-)의 값인 제2의 광학이방성층, 서로 대향 배치된 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 중재하는 균질 배향 액정셀, 파장 550nm에서 위상차 값이 130 내지 210nm인 제3 광학이방성 층, 및 편광판을 적어도 포함하는 액정표시장치로서, 제1 광학이방성층이, 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 것을 특징 으로 하는 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 제2 관점은, 백라이트 측으로부터 순차로 편광판, 파장 550nm에서 위상차 값이 50 내지 140nm인 제1 광학이방성층, 서로 대향 배치된 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 중재하는 균질 배향 액정셀, 광학이방성이 음의 값인 제2의 광학이방성층, 파장 550nm에서 위상차 값이 130 내지 210nm인 제3 광학이방성 층 및 편광판을 적어도 포함하는 액정표시장치로서, 제1 광학이방성층이, 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 제3 관점은, 백라이트 측으로부터 순차로 편광판, 파장 550nm에서 위상차 값이 130 내지 210nm인 제3 광학이방성층, 광학이방성이 음의 값인 제2의 광학이방성층, 서로 대향 배치된 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 중재하는 균질 배향 액정셀, 파장 550nm에서 위상차 값이 50 내지 140nm인 제1 광학이방성층 및 편광판을 적어도 포함하는 액정표시장치로서, 제1 광학이방성층이, 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 제4 관점은, 백라이트 측으로부터 순차로 편광판, 파장 550nm에서 위상차 값이 130 내지 210nm인 제3 광학이방성 소자, 서로 대향 배치된 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 중재하는 균질 배향 액정셀, 광학이방성이 음의 값인 제2의 광학이방성층, 파장 550nm에서 위상차 값이 50 내지 140nm인 제1 광학이방성층 및 편광판을 적어도 포함하는 액정표시장치로서, 제1 광학이방성층이, 네마 틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 제5 관점은, 상기 제2 광학이방성층이, 주굴절률의 관계, 파장 550nm에서 두께 방향의 위상차 값(Rth) 및 면내 위상차 값(Re)을 각각 하기 수학식 (1) 내지 (3)으로 나타냈을 때, Re가 0nm 내지 30nm이고, Rth가 -200nm 내지 -30nm인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 내지 제4 관점 중 어느 하나에 기재된 액정표시장치에 관한 것이다:

(1) nx≥ny>nz

(2) Rth = {nz -(nx+ny)/2} x d

(3) Re = (nx-ny) x d

(식 중, nx 및 ny는 면내 주굴절률, nz는 두께 방향의 주굴절률, d는 두께(nm)를 나타낸다).

본 발명의 제6 관점은 상기 제2 광학이방성층이, 액정성 화합물, 트리아세틸셀룰로스, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르이미드 및 환상 올레핀계 고분자 화합물 중에서 선택되는 적어도 1종의 소재로 형성된 층인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제5 관점에 기재된 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 제7 관점은, 상기 제3 광학이방성층이, 고분자 연신 필름인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 내지 제4 관점 중 어느 하나에 기재된 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 제8 관점은, 상기 제3 광학이방성층이, 광학적으로 양(+)의 일축성을 나타내는 액정 물질이 액정 상태에서 형성한 네마틱 배향을 고정화하여 수득되는 액정 필름인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 내지 제4 관점 중 어느 하나에 기재된 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 제9 관점은, 상기 제1 광학이방성층의 액정 필름의 하이브리드 방향을 기판 평면으로 투영시킨 틸트 방향과 액정층의 러빙 방향과의 각도가 0±30도 범위 내인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 내지 제4 관점 중 어느 하나에 기재된 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 제10 관점은, 상기 제1 광학이방성층의 액정필름의 하이브리드 방향을 기판 평면에 투영시킨 틸트 방향과 상기 제3의 광학이방성 층의 지상축(slow axis)과의 각도가 70도 이상 110도 미만 범위인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 내지 제4 관점 중 어느 하나에 기재된 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 제11 관점은, 상기 제1 광학이방성층의 액정필름이, 광학적으로 양의 일축성을 나타내는 액정물질을 포함하고, 이 액정물질이 액정상태에서 형성한 네마틱 하이브리드 배향을 고정화한 액정필름이고, 이 네마틱 하이브리드 배향에서 평균 틸트 각이 5 내지 45도인 액정필름인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 내지 제4 관점 중 어느 하나에 기재된 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 투과형 액정표시장치는, 다음과 같은 4가지 (A) 내지 (D) 패턴 중 어느 하나로 구성되어 있고, 필요에 따라 광확산층, 광제어 필름, 도광판, 프리즘 시트 등의 부재가 추가되지만, 이들에 본 발명의 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 포함하는 상기 제1 광학이방성층을 사용하는 점을 제외하고는 특별한 제한은 없다. 시야각 의존성이 적은 광학 특성을 수득한다고 하는 점에서는 (A) 내지 (D) 중 어느 구성을 사용해도 상관없다.

(A) 편광판/제3 광학이방성층/액정셀/제2 광학이방성층/제1 광학이방성층/편광판/백라이트

(B) 편광판/제3 광학이방성층/제2 광학이방성층/액정셀/제1 광학이방성층/편광판/백라이트

(C) 편광판/제1 광학이방성층/액정셀/제2 광학이방성층/제3 광학이방성층/편광판/백라이트

(D) 편광판/제1 광학이방성층/제2 광학이방성층/액정셀/제3 광학이방성층/편광판/백라이트

이하, 본 발명에 이용되는 구성부재에 대해 순서대로 설명한다.

먼저, 본 발명에 이용되는 액정셀에 대해 설명한다.

본 발명은, 액정셀의 방식으로서 균질 배향 셀을 이용한다. 균질 배향 셀이란, 그 트위스트 각도가 대략 0도인 셀이다. 여기서 말하는 약 0도란, 0도 이상, 5도 이하의 트위스트 각도이다. 액정셀의 위상차값(△nd)은 200nm 내지 400nm가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 250nm 내지 350nm이다. 이 범위 외인 경우, 불필요한 착색이나 밝기 저하를 초래하여 바람직하지 않다.

또한, 액정셀의 구동 방식도 특별히 제한은 없고, STN-LCD 등에 이용되는 패시브 매트릭스 방식, TFT(Thin Film Transistor) 전극, TFD(Thin Film Diode) 전극 등의 능동 전극을 이용하는 액티브 매트릭스 방식, 플라즈마 어드레스 방식 중 어느 구동 방식이어도 좋다.

액정셀은, 서로 대향 배치된 2개의 투명 기판(관찰자 측을 상부 기판, 백라이트 측을 하부 기판이라 한다) 사이에 액정 층이 중재된 구성으로 이루어진다.

상기 액정층을 형성하는 액정성을 나타내는 재료는 특별히 제한되지 않고, 각종 액정셀을 구성할 수 있는 통상의 각종 저분자 액정 물질, 고분자 액정 물질 및 이들의 혼합물을 예로 들 수 있다. 또한, 이들에 액정성을 손상시키지 않는 범위에서 색소, 키랄 도판트, 비액정성 물질 등을 첨가할 수도 있다. 상기 액정셀은, 상기 전극 기판 및 액정층 외에, 후술하는 각종 방식의 액정셀이 되는데 필요한 각종 구성 요소를 구비하여도 좋다.

액정셀을 구성하는 투명 기판으로는, 액정층을 구성하는 액정성을 나타내는 재료를 특정 배향 방향으로 배향시킨 것이면 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 기판 자체가 액정을 배향시키는 성질이 있는 투명 기판, 기판 자체는 배향능이 없지만 액정을 배향시키는 성질을 가진 배향막 등을 이 기판에 설치한 투명 기판 등 중 어느 것을 사용해도 된다. 또한, 액정셀의 전극은, ITO 등의 공지의 것을 사용할 수 있다. 전극은 통상, 액정층이 접하는 투명 기판의 면 위에 설치할 수 있고, 배향막을 보유하는 기판을 사용하는 경우에는 기판과 배향막 사이에 설치할 수도 있다.

본 발명에 사용되는 편광판은, 본 발명의 목적이 달성되고 수득되는 것이면 특별히 제한되지 않고, 액정표시장치에 이용되는 통상의 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 폴리비닐알콜(PVA) 또는 부분아세탈화 PVA와 같은 PVA계 또는 에틸렌아세트산 비닐 공중합체의 부분 비누화물 등을 포함하는 친수성 고분자 필름에, 요오드 및/또는 2색성 색소를 흡착시켜 연신시킨 편광 필름, 폴리염화비닐의 탈염산 처리물과 같은 폴리엔 배향 필름 등을 포함하는 편광 필름을 사용할 수 있다. 또한, 반사형의 편광 필름도 사용할 수 있다.

상기 편광판은, 편광 필름 단독으로 사용해도 좋고, 강도 향상, 내습성 향상, 내열성 향상 등의 목적으로 편광 필름의 단면 또는 양면에 투명 보호층 등을 설치한 것이어도 좋다. 투명 보호층으로는, 폴리에스테르 또는 트리아세틸셀룰로스 등의 투명 플라스틱 필름을 직접 또는 접착층을 매개로 적층시킨 것, 투명 수지의 도포층, 아크릴계 또는 에폭시계 등의 광경화형 수지층 등을 예로 들 수 있다. 이들 투명 보호층을 편광 필름의 양면에 피복하는 경우, 양측에 다른 보호층을 설치해도 좋다.

본 발명에 이용되는 제1 광학이방성층은, 광학적으로 정의 일축성을 나타내는 액정성 고분자, 구체적으로 광학적으로 정의 일축성을 나타내는 액정성 고분자 화합물 또는 적어도 1종의 상기 액정성 고분자 화합물을 함유하는 광학적으로 정의 일축성을 나타내는 액정성 고분자 조성물을 포함하고, 이 액정성 고분자 화합물 또는 이 액정성 고분자 조성물이 액정 상태에서 형성한 평균 틸트 각이 5 내지 45도인 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 층이다.

여기서, 본 발명에서 말하는 네마틱 하이브리드 배향이란, 액정 분자가 네마틱 배향하고 있고, 이 때의 액정분자의 다이렉터와 필름 평면이 구성하는 각도가 필름 상면과 하면 간에 상이한 배향 형태를 말한다. 따라서, 상면 계면 부근과 하면 계면 부근에서 상기 다이렉터와 필름 평면이 구성하는 각도가 다르기 때문에, 상기 필름의 상면과 하면 간에는 상기 각도가 연속적으로 변화하고 있다고 말할 수 있다.

또한, 네마틱 하이브리드 배향 상태를 고정화한 필름은, 액정 분자의 다이렉터가 필름의 막 두께 방향 전체의 장소에서 다른 각도를 향하고 있다. 따라서, 이 필름은 필름이라고 하는 구조체로서 본 경우, 이미 광축은 존재하지 않는다.

또한, 본 발명에서 말하는 평균 틸트 각은, 액정 필름의 막 두께 방향에서 액정분자의 다이렉터와 필름 평면이 구성하는 각도의 평균값을 의미하는 것이다. 본 발명에서 제공되는 액정 필름은, 필름 한쪽의 계면 부근에서 다이렉터와 필름 평면이 구성하는 각도가, 절대값으로서 통상 20 내지 90도, 바람직하게는 40 내지 85도, 더욱 바람직하게는 70 내지 80도의 각도이고, 그 반대면에서는 절대값으로서 통상 0 내지 20도, 바람직하게는 0 내지 10도의 각도를 구성하고 있어, 그 평균 틸트각은 절대값으로서 통상 5 내지 45도, 바람직하게는 20 내지 45도, 더욱 바람직하게는 25 내지 43도, 가장 바람직하게는 36 내지 40도이다. 평균 틸트 각이 상기 범위에서 벗어난 경우, 경사 방향에서 봤을 때, 콘트라스트 저하 등의 우려가 있어 바람직하지 않다. 또한, 평균 틸트 각은 결정회전법을 응용해서 구할 수 있다.

본 발명에서 이용되는 제1 광학이방성층을 구성하는 액정 필름은, 상기와 같은 상기와 같은 액정성 고분자 화합물 또는 액정성 고분자 조성물의 네마틱 하이브리드 배향 상태가 고정화되고, 또한 특정 평균 틸트 각을 보유하는 것을 포함하지만, 네마틱 하이브리드 배향하고 평균 틸트각의 범위도 만족시키는 것이면 어떠한 다양한 액정으로 형성된 것이어도 상관없다. 예를 들어, 저분자 액정을 액정 상태에서 네마틱 하이브리드 배향으로 형성 후, 광가교 또는 열가교에 의해 고정화하여 수득할 수 있는 액정 필름을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에서 말하는 액정 필름은, 필름 자체가 액정성을 나타내는 지의 여부에 관계없이, 저분자 액정, 고분자 액정 등의 액정 물질을 필름화함으로써 수득되는 것을 의미한다.

또한, 액정 필름이, 액정표시장치에 대해 더욱 적합한 시야각 개량 효과를 발현하기 위한 상기 필름의 막 두께는 대상으로 하는 액정표시소자의 방식이나 다양한 광학 파라미터에 의존하는 것이어서 일괄적으로 말할 수는 없지만, 통상 0.2 내지 10㎛, 바람직하게는 0.3 내지 5㎛, 특히 바람직하게는 0.5 내지 2㎛ 범위다. 막 두께가 0.2㎛ 미만인 경우에는 충분한 보상 효과가 수득되지 않을 우려가 있다. 또한, 막 두께가 10㎛를 초과하면 디스플레이 표시가 불필요하게 착색될 우려가 있다.

또한, 액정 필름의 법선 방향에서 볼 때의 면내 겉보기 위상차 값은, 네마틱 하이브리드 배향된 필름에서는 다이렉터에 평행한 방향에서의 굴절률(이하, ne라 한다)과 수직인 방향에서의 굴절률(이하, no라 한다)이 상이해져 있고, ne에서 no를 뺀 값을 겉보기 복굴절률이라 한 경우, 겉보기 위상차 값은 겉보기 복굴절률과 절대 막 두께의 곱으로 제공된다고 한다. 이러한 위상차 값은, 엘립소메트리 등의 편광 광학 측정에 의해 용이하게 구할 수 있다. 제1 광학이방성층으로서 이용되는 액정 필름의 위상차 값은 파장 550nm의 단색광에 대해 50nm 내지 140nm, 바람직하게는 70nm 내지 120nm 범위이다. 위상차 값이 50nm 미만인 때는, 충분한 시야각 확대효과가 수득되지 않을 우려가 있다. 또한, 140nm보다 큰 경우에는 경사 방향에서 봤을 때 액정표시장치에 불필요한 착색이 생길 우려가 있다.

본 발명의 액정표시장치에서 광학이방성층의 구체적인 배치조건에 대해 설명하지만, 더욱 구체적인 배치 조건을 설명하기 위해, 도 1 내지 3을 이용하여 액정 필름을 포함하는 광학이방성층의 상하, 이 광학이방성층의 틸트 방향 및 액정 셀 층의 프리틸트 방향을 각각 이하에 정의한다.

먼저, 액정 필름을 포함하는 광학이방성층의 상하를, 이 광학이방성층을 구성하는 액정 필름의 필름 계면 부근에서 액정 분자 다이렉터와 필름 평면이 구성하는 각도로 각각 정의하면, 액정분자의 다이렉터와 필름 평면이 구성하는 각도가 예각(acute angle) 측에서 20 내지 90도의 각도를 구성하고 있는 면을 b면이라 하고, 상기 각도가 예각 측에서 0도 내지 20도의 각도를 구성하고 있는 면을 c면이라 한다.

이 광학이방소자의 b면으로부터 액정필름 층을 통해 c면을 본 경우, 액정 분자 다이렉터와 다이렉터의 c면으로의 투영 성분이 구성하는 각도가 예각인 방향, 또 투영 성분과 평행한 방향은 광학이방소자의 틸트 방향이라 정의한다(도 1 및 도 2 참조).

다음으로, 통상 액정 셀 층의 셀 계면에서는, 구동용 저분자 액정은 셀 계면에 대해 평행이 아닌 특정 각도로서 기울어져 있어, 일반적으로 이 각도를 프리틸트각이라고 하지만, 셀 계면의 액정분자의 다이렉터와 다이렉터 계면으로의 투영 성분이 구성하는 각도가 예각인 방향이고, 또한 다이렉터의 투영 성분과 평행한 방향을 액정셀 층의 프리틸트 방향이라고 정의한다(도 3 참조).

본 발명에서 이용되는 제2 광학이방성층은, 굴절률 이방성이 음의 값이고, 즉, 하기 식 (1)을 만족시키고, nx와 ny는 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 또한, 제2 광학이방성층은, 하기 식(2)로 표시되는 Rth(두께 방향의 위상차값)가 -200nm 내지 -30nm인 것이 바람직하고, -150nm 내지 -50nm인 것이 더욱 바람직하며, 또한 식 (3)으로 표시되는 Re(면내 방향의 위상차 값)가 0nm 내지 30nm인 것이 바람직하고, 0nm 내지 10nm인 것이 더욱 바람직하다.

(1) nx ≥ ny > nz

(2) Rth = {nz - (nx + ny) /2} x d

(3) Re = (nx - ny) x d

식 중, nx 및 ny는 광학이방성층의 면내 주굴절률, nz는 두께 방향의 주굴절률, d는 광학이방성층의 두께(nm)이다. 또한, Re 및 Rth는 파장 550nm에서 측정한 값이다.

본 발명에서, 제2의 광학이방성층은, 상기 식 (1) 내지 (3)을 만족시키는 것이면, 단층으로 형성되어 있어도 좋고, 다층으로 형성되어 있어도 좋다. 제2의 광학이방성층은, 광학이방성을 발현시킨 폴리머 필름이어도 좋고, 액정성 분자를 배향시킴으로써 광학이방성을 발현시킨 것이어도 좋다. 제2의 광학이방성층이 폴리머 필름인 경우, 이 폴리머 필름의 재료로는 트리아세틸셀룰로스, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르이미드 및 변성 폴리카보네이트 등이 있지만, 이들 재료 이외에도 음의 광학이방성을 발현할 때의 폴리머 분자 사슬의 배향 상태가, 상기 재료와 동일한 분자 사슬의 배향 상태를 가진 것이면, 폴리머 필름의 재료는 상기 재료에 한정되지 않는다. 이 중에서도, 트리아세틸셀룰로스를 포함하는 폴리머 필름이 바람직하다. 또한, 폴리머 필름을 2축 연신함으로써 소망의 Rth를 발현시켜도 좋다. 또한, 첨가제를 폴리머에 첨가하여 Rth를 조정해도 좋다. 트리아세틸셀룰로스의 Rth를 조정하는 기술은, 특개 2000-111914호 공보, 특개 2001-166144호 공보에 기재되어 있다.

제2의 광학이방성층을 액정성 분자로 형성하는 경우에는, 디스코틱 액정성 분자 또는 콜레스테릭 액정성 분자로 형성하는 것이 바람직하고, 디스코틱 액정으로 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 디스코틱 액정성 분자를 기판에 대해 실질적으로 수평하게 배향시킴으로써, 음의 광학이방성을 나타내는 층을 형성시킬 수 있다. 이러한 기술에 대해서는 특개평 11-352328호 공보에 개시되어 있고, 본 발명에서도 이용할 수 있다. 여기서 "실질적으로 수평"이란, 디스코틱 액정성 분자의 광축과 기판 법선 방향이 구성하는 평균 각도가 0±10도 범위인 것을 의미한다. 디스코틱 액정성 분자의 평균 경사각이 0도가 아닌(구체적으로 0±10도의 범위) 경사 배향을 하고 있어도 좋고, 경사각이 서서히 변화하는 하이브리드 배향을 하고 있어도 좋다. 또한, 키랄 도판트를 첨가하거나, 전단응력을 부여함으로써, 상기 배향 상태에 트위스티드 변형을 가한 것이어도 좋다.

콜레스테릭 액정성 분자는 나선상의 트위스티드 배향으로 인해 음의 광학이방성을 나타낸다. 콜레스테릭 액정성 분자를 나선상으로 배열시킴과 동시에 배열의 트위스트 각 또는 위상차 값 등을 제어함으로써 소망하는 광학 특성을 수득할 수 있다. 콜레스테릭 액정성 분자의 트위스티드 배향은 공지의 방법을 이용함으로써 달성 가능하다. 액정성 분자는 배향 상태에서 고정되어 있는 것이 바람직하고, 중합에 의해 고정화되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

제2의 광학이방성층을 형성하는 바람직한 디스코틱 액정성 분자에 대해서 이하에 설명한다. 디스코틱 액정성 분자는 폴리머 필름 면에 대해 실질적으로 수평(0 내지 10도 범위의 평균 경사각)으로 배향되게 하는 것이 바람직하다. 디스코틱 액정성 분자를 경사 배향시켜도 좋고, 경사각이 서서히 변화하도록(하이브리드 배향) 배향시켜도 좋다. 경사 배향 또는 하이브리드 배향의 경우에도, 평균 경사각은 0 내지 40도인 것이 바람직하다. 디스코틱 액정성 분자는, 다양한 문헌[Mol. Cryst. Liq. Cryst., vol. 71, page 111(1981), C. Destrade et al.; Quarterly Chemistry Survey, No. 22, The Chemistry of Liquid Crystals, Chapter 5, Chapter 10, Section 2(1994), edited by Japan Chem.Soc.; Angew.Chem.Soc.Chem.Comm., page 1794(1985), B.Kohne et al.; J.Am.Chem.Soc., vol.116, page 2,655(1994), J.Zhang et al.]에 기재되어 있다. 디스코틱 액정성 분자의 중합에 대해서는 일본 특개평 8-27284호 공보에 기재되어 있다. 디스코틱 액정성 분자를 중합에 의해 고정하기 위해서는, 디스코틱 액정성 분자의 원반상 코어에, 치환기로서 중합성 기를 결합시킬 필요가 있다. 단, 원반상 코어에 중합성 기를 직접 결합시키면, 중합 반응에서 배향 상태를 유지하는 일이 곤란하게 된다. 그래서, 원반상 코어와 중합성 기 사이에, 연결기를 도입한다. 중합성 기를 보유하는 디스코틱 액정성 분자에 대해서는 특개 2001-4387호 공보에 개시되어 있다.

본 발명에 이용되는 제3 광학이방성 층으로는, 투명성과 균일성이 우수한 것이면 특별히 제한되지 않지만, 고분자 연신 필름이나 액정을 포함하는 광학 필름이 바람직하게 사용될 수 있다. 고분자 연신 필름으로는, 셀룰로스계, 폴리카보네이트계, 폴리아릴레이트계, 폴리설폰계, 폴리아크릴계, 폴리에테르설폰계, 환상올레핀계 고분자 화합물 등을 포함하는 1축 또는 2축 위상차 필름을 예로 들 수 있다. 제3의 광학이방성 층은, 고분자 연신 필름만으로 구성되어도 좋고, 액정을 포함하는 광학필름만으로 구성되어도 좋으며, 고분자 연신필름과 액정을 포함하는 광학필름을 함께 병용할 수도 있다. 이 중에서, 환상 올레핀계 고분자 화합물이 가격, 필름의 균일성 및 복굴절 파장 분산 특성이 작아서 화질의 색 변조가 억제되는 점 등으로 인해 바람직하다. 또한, 액정을 포함하는 광학필름으로는, 주쇄형 및/또는 측쇄형 액정성을 나타내는 각종 액정성 고분자, 예컨대 액정성 폴리에스테르, 액정성 폴리카보네이트, 액정성 폴리아크릴레이트 등, 배향 후 가교 등에 의해 고분자량화할 수 있는 반응성을 보유하는 저분자량의 액정 등으로 수득되는 광학 필름을 예로 들 수 있고, 이들은 자립성이 있는 단독 필름이거나, 투명지지 기판 위에 형성된 것이어도 좋다.

제3 광학이방성층의 파장 550nm에서 위상차 값은, 130 내지 210nm로 조정한다. 상기 위상차 값은, 140 내지 180nm인 것이 더욱 바람직하다.

상기 제1, 제2, 제3의 광학이방성층은, 각각 접착제 층 또는 점착제 층을 매개로 서로 접합시킴으로써 제작할 수 있다.

접착제 층을 형성하는 접착제로는, 광학이방성층에 대해 충분한 접착력을 갖고, 더불어 광학이방성층의 광학적 특성을 손상시키지 않는 것이면 특별한 제한은 없고, 예를 들어 아크릴 수지계, 메타크릴 수지계, 에폭시 수지계, 에틸렌 아세트산 비닐 공중합체계, 고무계, 우레탄계, 폴리비닐에테르계 및 이들의 혼합물계, 열경화형 및/또는 광경화형, 전자선 경화형 등의 각종 반응성인 것을 예로 들 수 있다. 이들 접착제는, 광학이방성층을 보호하는 투명 보호층의 기능을 겸비한 것도 포함된다.

점착제 층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계 또는 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 한 것을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 특히 아크릴계 접착제와 같이 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 습윤성과 응집성 및 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성 또는 내열성 등이 우수한 것이 바람직하게 이용된다.

접착제 층 또는 점착제 층의 형성은, 적절히 선택된 방식으로 수행할 수 있다. 그 예로는, 톨루엔 또는 아세트산에틸 등의 적당한 용제를 단독물 또는 혼합물로 포함하는 용매에 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 용해 또는 분산시킨 10 내지 40중량% 정도의 접착제 또는 점착제 용액을 조제하고, 이 용액을 유연 방식 또는 도공 방식 등의 적절한 전개 방식으로 상기 광학이방성층 위에 직접 부설하는 방식, 또는 상기한 바와 같이 세퍼레이터 위에 점착제 층을 형성시키고, 이것을 상기 광학이방성층 위로 이착시키는 방식 등이 있다. 또한, 접착제층 또는 점착제층에는 예컨대 천연물 또는 합성물의 수지류, 특히 점착성 부여 수지, 유리 섬유, 유리 비드, 금속분, 그 외에 무기 분말 등을 포함하는 충진제 또는 안료, 착색제, 산화방지제 등과 같이 점착층에 첨가되는 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 또한, 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 층 등이어도 좋다.

또한, 광학이방성층 간을 접착제 층 또는 점착제 층을 매개로, 서로 접합시키는 경우에는, 광학이방성층 표면을 표면처리하여 접착제 층 또는 점착제 층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 표면처리 수단은 특별히 제한되지 않지만, 상기 액정층 표면의 투명성을 유지할 수 있는 코로나 방전처리, 스퍼터 처리, 저압 UV 조사, 플라즈마 처리 등의 표면처리법을 적절히 채용할 수 있다. 이들 표면처리법 중에서도 코로나 방전 처리가 양호하다.

이어서, 상기 부재로 구성되는 본 발명의 액정표시장치의 구성에 대해서 설명한다.

본 발명의 액정표시장치의 구성은, 도 4, 도 7, 도 10, 도 13에 도시한 바와 같이 다음과 같은 4가지 패턴 중에서 선택되는 것이 필수적이다.

본 발명에서, 액정셀 내의 액정층의 프리틸트 방향과 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 포함하는 제1 광학이방성층의 틸트 방향이 구성하는 각도는 0도 내지 30도 범위가 바람직하고, 0도 내지 20도 범위가 더욱 바람직하며, 0도 내지 10도 범위가 특히 바람직하다. 양자가 구성하는 각도가 30도보다 큰 경우에는 충분한 시야각 보상 효과가 수득되지 않을 우려가 있다.

또한, 제3 광학이방성층의 지상축과 제1 광학이방성층의 틸트 방향이 구성하는 각도는 70도 이상 110도 미만인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 80도 이상 100도 미만이다. 110도 이상인 경우, 또는 70도보다 작은 경우에는, 정면 콘트라스트 저하를 초래할 가능성이 있어서 바람직하지 않다.

또한, 제1 광학이방성 층의 틸트 방향과 편광판의 흡수축이 구성하는 각도는 30도 이상 60도 미만인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 40도 이상 50도 미만이다. 60도 이상인 경우, 또는 30도보다 작은 경우에는 정면 콘트라스트의 저하를 초래할 가능성이 있어서 바람직하지 않다.

또한, 제3 광학이방성층의 지상축과 편광판의 흡수축이 구성하는 각도는 30도 이상 60도 미만인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 40도 이상 50도 미만이다. 60도 이상인 경우, 또는 30도보다 작은 경우에는, 정면 콘트라스트의 저하를 초래할 가능성이 있어서 바람직하지 않다.

상기 광확산층, 백라이트, 광제어 필름, 도광판, 프리즘 시트로는 특별히 제한되지는 않고, 공지의 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 액정표시장치는, 전술한 구성부재 외에도 다른 구성부재를 부설할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터를 본 발명의 액정표시장치에 부설함으로써, 색순도가 높은 멀티컬러 또는 순색 표시를 수행할 수 있는, 컬러 액정표시장치를 제작할 수 있다.

[발명의 효과]

본 발명의 액정표시장치는, 표시가 선명하고, 정면 콘트라스트가 높고, 시야각 의존성이 적은 특징을 갖고 있다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 통해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에서 위상차 값(△nd)은 특별한 언급이 없는 한, 파장 550nm에서의 측정값이다.

(제2 광학이방성층 11의 제작)

2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 이무수물(6FDA), 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFMB)로부터 합성된, 중량평균분자량(Mw) 7만, △n이 약 0.04인 폴리이미드를, 용매로서 시클로헥사논을 이용하여 25wt%로 조제한 용액을, 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로스 위에 도포했다. 그 후 150℃에서 5분간 열처리한 후, 완전 투명하고 평활한 필름 11을 수득했다. 면내 위 상차 값 Re = 1nm이고, 두께 방향의 위상차 값 Rth = -130nm이며, nx≒ny>nz 였다.

(실시예 1)

실시예 1의 액정표시장치의 개념도에 대해서는 도 4를 이용하여, 실시예 1의 축 구성에 대해서는 도 5를 이용하여 설명한다.

기판(1)에 ITO 등의 투과율이 높은 재료로 형성된 투명 전극(3)을 설치하고, 기판(2)에 ITO 등의 투과율이 높은 재료로 형성된 대향 전극(4)을 설치하며, 투명 전극(3)과 대향 전극(4) 사이에 정의 유전율 이방성을 나타내는 액정재료를 포함하는 액정층(5)을 중재시킨다. 기판(2)의 대향 전극(4)이 형성된 측의 반대면에 제3의 광학이방성층(9) 및 편광판(7)이 설치되어 있고, 기판(1)의 투명 전극(3)이 형성된 면의 반대측에 제2의 광학이방성층(11), 제1의 광학이방성층(10) 및 편광판(8)이 설치되어 있다. 편광판(8)의 배면측에는 백라이트(12)가 설치되어 있다.

특개평 6-347742호 공보에 따라, 막 두께 방향의 평균 틸트각이 33도인 네마틱 하이브리드 배향이 고정화된 막 두께 0.77㎛의 액정필름을 포함하는 제1의 광학이방성층(10)을 제작하고, 도 5에 나타낸 바와 같이 배치하여 액정표시장치를 제작했다.

사용된 액정셀(6)은 액정재료로서 ZLI-1695(Merck 사제)를 이용하고, 액정층 두께는 4.9㎛로 했다. 액정층의 기판 양쪽 계면의 프리틸트 각은 2도이고, 액정셀의 △nd는 약 320nm였다.

액정셀(6)의 관찰자측(도면의 상측)에 편광판(7)(두께 약 100㎛; 스미토모 가가쿠 가부시키가이샤 제품 SQW-062)을 배치하고, 편광판(7)과 액정셀(6) 사이에, 제3의 광학이방성층(9)으로서, 일축 연신된 폴리카보네이트 필름을 포함하는 고분자 연신 필름(9)을 배치했다. 고분자 연신 필름(9)의 △nd는 약 170nm였다.

또한, 관찰자로부터 볼 때 액정셀(6)의 후방에, 제2의 광학이방성층(11)으로서 상기와 같이 제작한 Rth = -130nm인 음의 필름(11), 제1의 광학이방성층(10)으로서 액정 필름(10)을 배치하고, 다시 배면에 편광판(8)을 배치했다. 하이브리드 네마틱 배향 구조를 고정화한 액정 필름(10)의 △nd는 120nm였다.

편광판 (7) 및 (8)의 흡수축, 고분자 연신 필름(9)의 지상축, 액정셀(6)의 양 계면의 프리틸트 방향, 액정 필름(10)의 틸트 방향은 도 5에 기재된 조건에서 배치했다.

도 6은 백라이트 점등 시(투과 방식)의 백표시 0V, 흑표시 5V의 투과율 비(백표시)/(흑표시)를 콘트라스트비로 하여, 전방위에서의 콘트라스트비를 나타내고 있다. 동심원은 동일 시야각을 나타내며, 20도 마다의 간격으로 도시되어 있다. 따라서, 최외각 원의 시야각은 80도를 나타낸다.

도 6으로부터 양호한 시야각 특성을 갖고 있는 것을 확인했다.

(실시예 2)

실시예 2의 액정표시장치의 개념도에 대해서는 도 7을 이용하여, 실시예 2의 축 구성에 대해서는 도 8을 이용하여 설명한다.

실시예 1에서 이용한 액정표시장치에서, 제2의 광학이방성층(11)을, 액정셀의 백라이트측(도면의 하측)으로부터 액정셀의 관찰자측(도면의 상측)으로 이동시킨 것 외에는 실시예 1과 동일하게 제작했다.

도 9는 백라이트 점등 시(투과 방식)의 백표시 0V, 흑표시 5V의 투과율의 비 (백표시)/(흑표시)를 콘트라스트비로 하여, 전방위에서의 콘트라스트비를 나타내고 있다. 동심원은 동일한 시야각을 나타내고, 20도마다의 간격으로 도시하고 있다. 따라서, 최외각 원의 시야각은 80도를 나타낸다.

도 9로부터 양호한 시야각 특성을 갖고 있는 것을 확인했다.

(실시예 3)

실시예 3의 액정표시장치의 개념도에 대해서는 도 10을 이용하여, 실시예 3의 축 구성에 대해서는 도 11을 이용하여 설명한다.

실시예 1에 이용된 액정셀(6)에서, 기판(2)의 대향전극(4)이 형성된 측의 반대면에 제1의 광학이방성층(10) 및 편광판(7)이 설치되어 있고, 기판(1)의 투명전극(3)이 형성된 면의 반대측에, 제2의 광학이방성층(11), 제3의 광학이방성층(9) 및 편광판(8)이 설치되어 있다. 편광판(8)의 배면측에는 백라이트(12)가 설치되어 있다.

편광판(7), 편광판(8), 제1의 광학이방성층(10), 제2의 광학이방성층(11) 및 제3의 광학이방성층(9)은 실시예 1과 동일한 것을 이용했다.

액정셀(6)의 관찰자측(도면의 상측)에 편광판(7)을 배치하고, 편광판(7)과 액정셀(6) 사이에, 제1의 광학이방성층(10)으로서, 액정필름(10)을 배치했다. 하이브리드 네마틱 배향 구조를 고정화한 액정필름(10)의 △nd는 약 120nm였다.

또한, 관찰자로부터 봤을 때 액정셀(6)의 후방에, 제2의 광학이방성층(11)으로서, 상기와 같이 제작한 Rth = -140nm인 음의 필름(11), 제3의 광학이방성층(9) 으로서, 폴리카보네이트 필름을 포함하는 고분자 연신필름(9)을 배치하고, 다시 배면에 편광판(8)을 배치했다. 고분자 연신 필름(9)의 △nd는 120nm였다.

편광판(7) 및 (8)의 흡수축, 고분자 연신 필름(9)의 지상축, 액정셀(6)의 양 계면의 프리틸트 방향, 액정 필름(10)의 틸트 방향은 도 11에 기재한 조건으로 배치했다.

도 12는 백라이트 점등 시(투과 방식)의 백표시 0V, 흑표시 5V의 투과율의 비 (백표시)/(흑표시)를 콘트라스트비로 하여, 전방위에서의 콘트라스트비를 나타내고 있다. 동심원은 동일한 시야각을 나타내고, 20도마다의 간격으로 도시하고 있다. 따라서, 최외각 원의 시야각은 80도를 나타낸다.

도 12로부터 양호한 시야각 특성을 갖고 있는 것을 확인했다.

(실시예 4)

실시예 4의 액정표시장치의 개념도에 대해서는 도 13을 이용하고, 실시예 4의 축 구성에 대해서는 도 14을 이용하여 설명한다.

실시예 3에서 이용한 액정표시장치에서, 제2의 광학이방성층(11)을, 액정셀의 백라이트측(도면의 하측)으로부터 액정셀의 관찰자측(도면의 상측)으로 이동시킨 것 외에는 실시예 3과 동일하게 제작했다.

도 15는 백라이트 점등 시(투과 방식)의 백표시 0V, 흑표시 5V의 투과율의 비 (백표시)/(흑표시)를 콘트라스트비로 하여, 전방위에서의 콘트라스트비를 나타내고 있다. 동심원은 동일한 시야각을 나타내고, 20도마다의 간격으로 도시하고 있다. 따라서, 최외각 원의 시야각은 80도를 나타낸다.

도 15로부터 양호한 시야각 특성을 갖고 있는 것을 확인했다.

(비교예 1)

비교예 1의 액정표시장치는 개략적으로 도 16을 이용하여 설명한다. 실시예 1에서 제2의 광학이방성층(11)을 제외한 것 외에는 실시예 1과 동일한 액정표시장치를 제작했다.

도 17은 백라이트 점등 시(투과 방식)의 백표시 0V, 흑표시 5V의 투과율의 비 (백표시)/(흑표시)를 콘트라스트비로 하여, 전방위에서의 콘트라스트비를 나타내고 있다. 동심원은 동일한 시야각을 나타내고, 20도마다의 간격으로 도시하고 있다. 따라서, 최외각 원의 시야각은 80도를 나타낸다.

시야각 특성에 대해서는 실시예 1과 비교예 1를 비교한다.

전방위의 동일한 콘트라스트 곡선을 도 6과 도 17에서 비교하면, 제2의 광학이방성층(11)을 이용함으로써, 시야각 특성이 대폭 개선되어 있는 것을 알 수 있다.

본 실시예에서는 컬러 필터가 없는 형태에서 실험을 수행했지만, 액정셀 중에 컬러 필터를 설치하면 양호한 멀티컬러, 또는 순색 표시가 가능하다는 것은 말할 것도 없다.

본 발명에 의해, 표시가 선명하고, 정면 콘트라스트가 높고, 시야각 의존성이 적은 액정표시장치가 제공된다.

도 1은, 액정분자의 틸트각 및 트위스티드 각을 설명하기 위한 개념도이다.

도 2는 제2의 광학이방소자를 구성하는 액정필름의 배향 구조의 개념도이다.

도 3은 액정셀의 프리틸트 방향을 설명하는 개념도이다.

도 4는 실시예 1의 액정표시장치를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 5는 실시예 1에서 편광판의 흡수축, 액정셀의 프리틸트 방향, 고분자연신필름의 지상축 및 액정필름의 틸트방향의 각도 관계를 나타낸 평면도이다.

도 6은 실시예 1에 따른 액정표시장치를 전방위에서 볼 때의 콘트라스트비를 나타낸 도면이다.

도 7은 실시예 2의 액정표시장치를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 8은 실시예 2에서 편광판의 흡수축, 액정셀의 프리틸트 방향, 고분자 연신 필름의 지상축 및 액정 필름의 틸트 방향의 각도 관계를 나타낸 평면도이다.

도 9는 실시예 2에 따른 액정표시장치를 전방위에서 볼 때의 콘트라스트 비를 나타낸 도면이다.

도 10은 실시예 3의 액정표시장치를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 11은 실시예 3에서 편광판의 흡수축, 액정셀의 프리틸트 방향, 고분자연신필름의 지상축 및 액정 필름의 틸트 방향의 각도 관계를 나타낸 평면도이다.

도 12는 실시예 3에 따른 액정표시장치를 전방위에서 볼 때의 콘트라스트비를 나타낸 도면이다.

도 13은 실시예 4의 액정표시장치를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 14는 실시예 4에서 편광판의 흡수축, 액정셀의 프리틸트 방향, 고분자 연신 필름의 지상축 및 액정필름의 틸트 방향의 각도관계를 나타낸 평면도이다.

도 15는 실시예 4에 따른 액정표시장치를 전방위에서 볼 때의 콘트라스트 비를 나타낸 도면이다.

도 16은 비교예 1의 액정표시장치를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 17은 비교예 1에 따른 액정표시장치를 전방위에서 볼 때의 콘트라스트 비를 나타낸 도면이다.

(부호의 설명)

1, 2 : 기판

3 : 투명전극

4 : 대향전극

5 : 액정층

6 : 액정셀

7, 8 : 편광판

9 : 제3의 광학이방성층

10 : 제1의 광학이방성층

11 : 제2의 광학이방성층

12 : 백라이트

Claims

백라이트 측으로부터 순차로

백라이트,

편광판,

파장 550nm에서 위상차 값이 50nm 내지 140nm인 제1 광학이방성층,

광학이방성이 음의 값인 제2의 광학이방성층,

서로 대향 배치된 상부 기판과 하부 기판을 포함하고 이 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 중재하는 균질 배향 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 방식 액정셀,

파장 550nm에서 위상차 값이 130nm 내지 210nm인 제3 광학이방성 층, 및

편광판

을 적어도 포함하는 액정표시장치로서,

상기 제1 광학이방성층이, 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
백라이트 측으로부터 순차로

편광판,

파장 550nm에서 위상차 값이 50nm 내지 140nm인 제1 광학이방성층,

서로 대향 배치된 상부 기판과 하부 기판을 포함하고 이 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 중재하는 균질 배향 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 방식 액정셀,

광학이방성이 음의 값인 제2의 광학이방성층,

파장 550nm에서 위상차 값이 130nm 내지 210nm인 제3 광학이방성 층 및

편광판

을 적어도 포함하는 액정표시장치로서,

제1 광학이방성층이, 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
백라이트 측으로부터 순차로

편광판,

파장 550nm에서 위상차 값이 130nm 내지 210nm인 제3 광학이방성층,

광학이방성이 음의 값인 제2의 광학이방성층,

서로 대향 배치된 상부 기판과 하부 기판을 포함하고, 이 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 중재하는 균질 배향 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 방식 액정셀,

파장 550nm에서 위상차 값이 50nm 내지 140nm인 제1 광학이방성층 및

편광판

을 적어도 포함하는 액정표시장치로서,

제1 광학이방성층이, 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
백라이트 측으로부터 순차로

편광판,

파장 550nm에서 위상차 값이 130nm 내지 210nm인 제3 광학이방성 소자,

서로 대향 배치된 상부 기판과 하부 기판을 포함하고 이 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 중재하는 균질 배향 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 방식 액정셀,

광학이방성이 음의 값인 제2의 광학이방성층,

파장 550nm에서 위상차 값이 50nm 내지 140nm인 제1 광학이방성층 및

편광판

을 적어도 포함하는 액정표시장치로서,

제1 광학이방성층이, 네마틱 하이브리드 배향 구조를 고정화한 액정 필름을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 광학이방성층이, 주굴절률의 관계, 파장 550nm에서 두께 방향의 위상차 값(Rth) 및 면내 위상차 값(Re)을 각각 하기 수학식 (1) 내지 (3)으로 나타냈을 때, Re가 0nm 내지 30nm이고, Rth가 -200nm 내지 -30nm인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치:

(1) nx≥ny>nz

(2) Rth = {nz -(nx+ny)/2} x d

(3) Re = (nx-ny) x d

(식 중, nx 및 ny는 면내 주굴절률, nz는 두께 방향의 주굴절률, d는 두께(nm)를 나타낸다).
제5항에 있어서, 제2 광학이방성층이, 액정성 화합물, 트리아세틸셀룰로스, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르이미드 및 환상 올레핀계 고분자 화합물 중에서 선택되는 적어도 1종의 소재로 형성된 층인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 광학이방성층이, 고분자 연신 필름인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 광학이방성층이, 광학적으로 양(+)의 일축성을 나타내는 액정 물질이 액정 상태에서 형성한 네마틱 배향을 고정화하여 수득되는 액정 필름인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 광학이방성층의 액정 필름의 하이브리드 방향을 기판 평면으로 투영시킨 틸트 방향과 액정층의 러빙 방향과의 각도가 0±30도 범위 내인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 광학이방성층의 액정필름의 하이브리드 방향을 기판 평면으로 투영시킨 틸트 방향과 제3의 광학이방성 층의 지상축(slow axis)과의 각도가 70도 이상 110도 미만 범위인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 광학이방성층의 액정필름이, 광학적으로 양의 일축성을 나타내는 액정물질을 포함하고, 이 액정물질이 액정상태에서 형성한 네마틱 하이브리드 배향을 고정화한 액정필름이고, 이 네마틱 하이브리드 배향에서 평균 틸트 각이 5 내지 45도인 액정필름인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.