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KR101641540B1 - 광학 필름 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

광학 필름 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 Download PDF

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KR101641540B1
KR101641540B1 KR1020090058177A KR20090058177A KR101641540B1 KR 101641540 B1 KR101641540 B1 KR 101641540B1 KR 1020090058177 A KR1020090058177 A KR 1020090058177A KR 20090058177 A KR20090058177 A KR 20090058177A KR 101641540 B1 KR101641540 B1 KR 101641540B1
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crystal layer
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이승주
도희욱
최정수
김희섭
염주석
김향율
장주녕
김성운
신철
신동철
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

제1 편광판은 수직배향(vertical alignment) 모드의 액정층 하부에 배치된다. 액정층은 전계 미인가시, 수직배향(vertical alignment)되고, 전계 인가시, 제1 기판에 형성되어 서로 다른 전압이 인가되는 제1 화소전극 및 제2 화소전극에 의해 수평전계가 형성된다. 제2 편광판은 액정층 상부에 배치되고, 제1 편광판의 제1 흡수축에 교차하는 제2 흡수축을 갖는다. 에이-플레이트는 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 배치된다. 네거티브 씨-플레이트는 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 배치되고, 액정층의 두께방향 위상 지연값에서 약 75nm을 감산한 값보다 작거나 같고, 액정층의 두께 방향 위상 지연값에서 약 275nm을 감산한 값보다 크거나 같은 두께방향 위상 지연값을 갖는다. 이에 따라, 측면 시야각이 향상된다.
네거티브 씨-플레이트, 포지티브 에이-플레이트, 네거티브 에이-플레이트

Description

광학 필름 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치{OPTICAL FILM ASSEMBLY AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 광학 필름 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측면 시야각을 향상시킬 수 있는 광학 필름 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
액정 표시장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 액정 표시패널은 박막 트랜지스터 및 제1 화소전극 및 제2 화소전극을 갖는 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 및 제1 및 제2 기판들 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 액정층 내의 액정들은 상기 제1 화소전극 및 상기 제2 화소전극 사이에 형성된 전기장에 의해 수직배향(vertical alignment, VA) 모드로 동작될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 화소전극 및 상기 제2 화소전극 사이에 전기장이 형성되지 않을 때, 상기 액정 표시패널은 블랙 영상을 구현하고, 상기 제1 화소전극 및 상기 제2 화소전극 사이에 전기장이 형성될 때 여러가지 계조를 구현한다.
상기 제1 화소전극 및 상기 제2 화소전극 사이에 전기장이 형성될 때, 상기 액정층 내의 액정들은 상기 제1 화소전극 또는 상기 제2 화소전극에 의해 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 표면에 거의 수평인 전기장이 형성된다. 상기 액정들이 상기 수평한 방향으로 배열된 경우, 상기 액정 표시패널의 정면으로는 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 높은 영상이 표시되지만, 상기 액정 표시패널의 측면으로는 명도 대비비가 낮은 영상이 표시된다. 왜냐하면, 상기 액정 표시패널의 측면으로 진행하는 광은 상기 액정들에 의해 두께방향 위상 지연이 발생하기 때문이다.
이와 같이, 상기 수직배향 모드로 동작되는 액정 표시패널은 상기 액정들에 의한 두께방향 위상 지연으로 인해 측면에서의 명도 대비비가 낮은 영상을 표시하는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수직배향 모드에서 측면에서의 시야각을 향상시킬 수 있는 광학 필름 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 광학 필름 어셈블리를 갖는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 광학 필름 어셈블리는 제1 편광판, 제2편광판, 에이-플레이트 및 네거티브 씨-플레이트를 포함한다. 상기 제1 편광판은 수직배향(vertical alignment) 모드의 액정층 하부에 배치된다. 상기 액정층은 전계 미인가시, 수직배향(vertical alignment)되고, 전계 인가시, 제1 기판에 형성되어 서로 다른 전압이 인가되는 제1 화소전극 및 제2 화소전극에 의해 수평전계가 형성된다. 상기 제2 편광판은 상기 액정층 상부에 배치되고, 상기 제1 편광판의 제1 흡수축에 교차하는 제2 흡수축을 갖는다. 상기 에이-플레이트는 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치된다. 상기 네거티브 씨-플레이트는 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층의 두께방향 위상 지연값에서 약 75nm을 감산한 값보다 작거나 같고, 상기 액정층의 두께 방향 위상 지연값에서 약 275nm을 감산한 값보다 크거나 같은 두께방향 위상 지연값을 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 상기 네거티브 씨-플레이트와 상기 액정층 사이의 거리는 상기 에이-플레이트와 상기 액정층 사이의 거리보다 작거나 같을 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 에이-플레이트는 상기 액정층과 상기 제2 편광판간에 배치되고, 상기 네거티브 씨-플레이트는 상기 액정층과 상기 제1 편광판간에 배치될 수 있다. 상기 에이-플레이트는 네거티브 타입일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 에이-플레이트는 상기 액정층과 상기 제1 편광판간에 배치되고, 상기 네거티브 씨-플레이트는 상기 액정층과 상기 에이-플레이트간에 배치된다. 상기 에이-플레이트는 네거티브 타입 또는 포지티브 타입 일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 에이-플레이트는 네거티브 에이-플레이트와 포지티브 에이-플레이트를 포함하고, 상기 네거티브 에이-플레이트는 상기 액정층과 상기 제2 편광판간에 배치되고, 상기 네거티브 씨-플레이트는 상기 액정층과 상기 네거티브 에이-플레이트간에 배치되며, 상기 포지티브 에이-플레이트는 상기 액정층과 제1 편광판간에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 에이-플레이트는 네거티브 에이-플레이트와 포지티브 에이-플레이트를 포함하고, 상기 포지티브 에이-플레이트는 상기 액정층과 상기 제2 편광판간에 배치되고, 상기 네거티브 에이-플레이트는 상기 액정층과 상기 제1 편광판간에 배치되며, 상기 네거티브 씨-플레이트는 상기 액정층과 상기 네거티브 에이-플레이트간에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 에이-플레이트는 상기 액정층과 상기 제1 편광판간에 배치되고, 상기 네거티브 씨-플레이트는 상기 액정층과 상기 제2 편광판간에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 에이-플레이트는 상기 액정층과 상기 제2 편광판간에 배치되고, 상기 네거티브 씨-플레이트는 상기 액정층과 상기 에이-플레이트간에 배치될 수 있다. 상기 에이-플레이트는 네거티브 타입 또는 포지티브 타입 일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 에이-플레이트는 상기 액정층과 상기 제1 편광판간 및 상기 액정층과 상기 제2 편광판간에 배치되고, 상기 네거티브 씨-플레이트는 상기 액정층과 상기 에이-플레이트간에 배치될 수 있다.
상기한 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널, 제1 편광판, 제2 편광판, 에이-플레이트 및 네거티브 씨-플레이트를 포함한다. 상기 표시패널은 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 구비한다. 상기 제1 기판은 서로 다른 전압이 인가되는 제1 화소전극 및 제2 화소전극을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 개재되고 전계 미인가시 수직배향(vertical alignment)되며, 전계 인가시 상기 제1 화소전극 및 상기 제2 화소전극에 의해 수평전계가 형성된다. 상기 제1 편광판은 상기 제1 기판의 하부에 배치되고 제1 흡수축을 갖는다. 상기 제2 편광판은 상기 제1 기판의 하부에 배치되고 제1 흡수축을 갖는다. 상기 에이-플레이트는 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치된다. 상기 네거티브 씨-플레이트는 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층의 두께방향 위상 지연값에서 약 75nm을 감산한 값보다 작거나 같고, 상기 액정층의 두께 방향 위상 지연값에서 약 275nm을 감산한 값보다 크거나 같은 두께방향 위상 지연값을 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 기판은 상기 제1 화소전극에 전기적으로 연결된 제1 데이터 라인 및 상기 제2 화소전극에 전기적으로 연결된 제2 데이터 라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 편광판은 광의 진행방향에 대하여 상기 표시패널의 하측에 배치되고, 상기 제2 편광판은 상기 광의 진행 방향에 대하여 상기 표시패널의 상측에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 에이-플레이트는 포지티브 에이-플레이트 및 네 거티브 에이-플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 네거티브 씨-플레이트 및 상기 에이-플레이트들은 상기 표시패널을 측면에서 보았을 때의 상기 액정층에 의해 분산된 광의 편광 상태를 뽀앙카레 구면에서의 소거 포인트(extinction point)로 실질적으로 일치시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 액정층의 두께방향 위상 지연값은 약 220nm 내지 약 520nm일 수 있고, 상기 네거티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 약 100nm 내지 약 400nm일 수 있으며, 상기 에이-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 약 60nm 내지 약 80nm일 수 있다.
본 발명에 따르면, 에이-플레이트와, 액정층의 두께방향 위상 지연값에서 약 75nm을 감산한 값보다 작거나 같고 상기 액정층의 두께 방향 위상 지연값에서 약 275nm을 감산한 값보다 크거나 같은 두께방향 위상 지연값을 갖는 네거티브 씨-플레이트에 의해 표시패널의 측면의 광의 편광 상태를 뽀앙카레 구면에서의 소거 포인트로 실질적으로 일치시킬 수 있다. 따라서, 표시패널을 측면에서 보았을 때의 명도 대비비를 보다 증가시킬 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 표시장치가 포함하는 제1 기판의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 표시장치는 표시패널(100), 제1 광학유닛(200), 제2 광학유닛(300) 및 백라이트 유닛(400)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 광학유닛(200) 및 상기 제2 광학유닛(300)은 광학 필름 어셈블리로서 정의된다. 상기 광학 필름 어셈블리는 상기 백라이트 유닛(400)으로부터 제공되는 광의 편광 상태를 변화시킨다.
상기 표시패널(100)은 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 대향하는 제2 기판(120), 및 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 제1 기판(110)은 게이트 라인(121)과, 스토리지 라인(131)과, 제1 및 제2 데이터 라인들(171a, 171b)을 포함한다. 또한, 상기 제1 기판(110)은 상기 게이트 라인(121), 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(171a, 171b)과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터들(Qa, Qb) 및 상기 박막 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 제1 화소전극(191) 및 제2 화소전극(193)을 포함한다. 상기 제1 화소전극(191) 및 상기 제2 화소전극(193)은 투명한 도전성 물질로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(171a, 171b)로부터 전송된 서로 다른 전압들을 상기 박막 트랜지스터들(Qa, Qb)을 통해 인가받는다. 상기 제2 기판(120)은 상기 제1 화소전극들(191)과 대응되는 컬러필터들(미도시)를 포함한다.
상기 컬러필터들은 적색 컬러필터들, 녹색 컬러필터들 및 청색 컬러필터들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 컬러필터는 적색광, 녹색광 및 청색광으로 구성된 백색광에서 상기 적색광, 상기 녹색광 및 상기 청색광 중 어느 하나만을 투과시킨다. 상기 액정층(130)은 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 사이에 개재된다. 상기 제1 화소전극(191) 및 상기 제2 화소전극(193)에 의해 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120)의 표면에 거의 수평인 전기장이 형성된다. 따라서, 수직으로 배향되어 있던 액정층(130)의 액정 분자들은 상기 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수평한 방향으로 기울어지며, 액정 분자가 기울어진 정도에 따라 액정층(130)에 입사광의 편광의 변화 정도가 달라진다. 즉, 상기 액정층(130)은 전계 미인가시 수직배향(vertical alignment)되고, 전계가 인가되면 수평전계가 형성될 수 있다. 상기 제1 광학유닛(200)은 상기 표시패널(100)의 하부에 배치된다. 상기 제1 광학유닛(200)은 복수의 광학 필름들을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 광학유닛(200)은 상기 표시패널(100)의 하부에 배치된 제1 편광판(210), 상기 제1 편광판(210)과 상기 표시패널(100)사이에 배치된 네거티브 씨-플레이트(negative C-plate, 230)를 포함한다. 즉, 상기 제1 편광판(210)의 하부에 배치된 상기 백라이트 유닛(400)에서 발생된 광은 상기 제1 편광판(210) 및 상기 네거티브 씨-플레이트(230)를 투과하여 상기 표시패널(100)로 인가된다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)는 상기 표시패널(100)이 블랙을 표시하는 경우에 상기 액정층(130)의 액정분자가 도메인에 관계없이 모두 서있는 상태가 되므로, 측면에서의 빛샘이 발생할 수 있는데 이를 보완하는 역할을 한다.
상기 제2 광학유닛(300)은 복수의 광학 필름들을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 광학유닛(300)은 상기 표시패널(100)의 상부에 배치된 제2 편광판(310) 및 상기 제2 편광판(310)과 상기 표시패널(100) 사이에 배치된 에이-플레이트(A-plate, 320)를 포함한다.
여기서, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 한 면은 상기 제1 기판(110)과 마주보고, 상기 에이-플레이트(320)는 상기 제2 편광판(310)과 마주본다.
또한, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS11)는 상기 에이-플레이트(320)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS12)와 동일 할 수 있다.
도 3는 도 1의 표시장치의 광학 필름들 및 액정층의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 3를 참조하면, 상기 제1 편광판(210)은 제1 방향(DI1)과 평행한 제1 흡수축(212)을 갖고, 상기 제1 방향(DI1)과 직교하는 제2 방향(DI2)과 평행하는 제1 편광축(미도시)을 갖는다. 즉, 상기 제1 편광판(210)을 투과하는 광은 상기 제2 방향(DI2)으로 편광된다. 여기서, 제3 방향(DI3)은 상기 제1 및 제2 방향들(DI1, DI2)과 직교하는 방향으로, 광이 진행방향을 의미한다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)는 광의 진행방향에 대하여 상기 제1 편광판(210)의 상부에 배치되며, 상기 제3 방향(DI3)과 평행한 광축(232)을 갖는다. 상기 네거티브 씨-플레이트(230)는 nx = ny > nz의 수식을 만족한다. 여기서, 상기 nx는 x축 방향으로의 굴절율이고, 상기 ny는 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로의 굴절율이며, 상기 nz는 상기 x축 및 y축 방향들과 직교하는 z축 방향으로의 굴절율이다. 본 실시예에서, 상기 x축 방향은 상기 제1 방향(DI1)과 평행하고, 상기 y축 방향은 상기 제2 방향(DI2)과 평행하며, 상기 z축 방향은 상기 제3 방향(DI3)과 평행하다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 면내 위상 지연값(Ro)은 nx = ny 이므로, '0' 값을 갖는다. 여기서, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 면내 위상 지연값(Ro)은 (nx - ny) * d 이고, 상기 d는 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께를 의미한다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 nx = ny > nz 이므로 양의 값을 갖는다. 여기서, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 {(nx + ny)/2 - nz} * d 를 의미한다.
상기 액정층(130)은 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 상부에 배치된다. 상기 액정층(130)의 액정들은 수직배향 모드로 동작되고, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)와 실질적으로 반대되는 굴절율을 갖는다. 상기 액정층(130)은 상기 제3 방향과 평행한 광축(132)을 갖는다. 반면, 상기 액정층(130)의 광축(132)은 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 광축(232)의 반대 방향으로 형성된다. 예를 들어, 수직 배향된 액정층(130)은 nx = ny < nz의 수식을 만족하는 성질을 가질 수 있다.
상기 수직 배향된 액정층(130)에서, nx = ny 이므로, 면내 위상 지연값(Ro)은 제로이다. 또한, 상기 수직 배향된 액정층(130)에서, nx = ny < nz 이므로, 두께방향 위상 지연값(Rth)은 음의 값이다. 여기서, 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 {(nx + ny)/2 - nz} * d 이고, 상기 d는 상기 액정층(130)의 두께를 의미한다.
상기 에이-플레이트(320)는 네거티브 에이-플레이트 및 포지티브 에이-플레이트 둘 중 하나가 사용될 수 있다.
상기 에이-플레이트(320)는 상기 액정층(130)의 상부에 배치되고, 상기 제1 방향(DI1)과 평행한 광축(322)을 갖는다. 즉, 상기 에이-플레이트(320)의 광축(322)은 상기 제1 편광판(210)의 제1 흡수축(212)과 평행하다.
상기 에이-플레이트(320)는 포지티브 에이-플레이트 및 네거티브 에이-플레이트를 포함할 수 있다.
상기 네거티브 에이-플레이트는 nx ≠ ny 이고 두께방향 위상 지연값(Rth)≤0 인 위상 지연 필름이다. 상기 포지티브 에이-플레이트는 nx ≠ ny 이고 두께방향 위상 지연값(Rth)≥0 인 위상 지연 필름이다.
여기서, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 {(nx + ny)/2 - nz} * d 이고, 상기 d는 상기 에이-플레이트(320)의 두께를 의미한다.
상기 제2 편광판(310)은 상기 에이-플레이트(320)의 상부에 배치되고, 상기 제2 방향(DI2)과 평행한 제2 흡수축(312)을 갖으며, 상기 제1 방향(DI1)과 평행한 제2 편광축(미도시)을 갖는다.
도 4은 도 3의 광학 필름들의 투과후의 편광 상태를 개략적으로 설명하기 위한 뽀앙카레 구면이다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 뽀앙카레 구면은 3개의 좌표축, 즉 제1 좌표축(S1), 제2 좌표축(S2) 및 제3 좌표축(S3)으로 이루어진다. 상기 뽀앙카레 구면은 상기 표시장치의 측면에서 바라보았을 때의 편광상태를 입체적으로 설명하기 위한 구면을 의미한다. 상기 표시장치의 측면은 예를 들어, 방위각 45도 및 극각 60도에서 상기 표시장치를 바라보았을 때의 측면이다.
상기 액정층(130)의 광축은 상기 제2 좌표축(S2) 방향을 따라 형성된 회전축이고, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 광축은 상기 제2 좌표축(S2)의 반대방향으로 형성된 회전축이다.
상기 제1 편광판(210)의 제1 편광축, 즉 하판 투과축(P)은 상기 제1 및 제2 좌표축들(S1, S2)에 의한 평면 상에 형성되고, 상기 제1 좌표축(S1)에 대하여 좌측으로 'φ'만큼 경사지게 형성된다. 예를 들어, 'φ'는 약 11.5도이다. 상기 하판 투과축(P)은 상기 제1 흡수축(212)과 반대 방향일 수 있다.
상기 제2 편광판(310)의 제2 편광축, 즉 상판 투과축(A)은 상기 제1 및 제2 좌표축들(S1, S2)에 의한 평면 상에 형성되고, 상기 하판 투과축(P)과 상기 제1 좌표축(S1)에 대하여 대칭인 위치에 배치된다. 상기 상판 투과축(A)은 상기 제2 흡수축(312)과 반대 방향일 수 있다.
상기 에이-플레이트(320)의 광축(322)은 상기 제1 및 제2 좌표축들(S1, S2) 에 의한 평면 상에 형성된 회전축이다. 예를 들어, 상기 포지티브 에이-플레이트 및 상기 네거티브 에이-플레이트의 광축(322)은 상기 제1 흡수축(212)과 평행하게 형성될 수 있다.
한편, 상기 뽀앙카레 구면에서의 소거 포인트(extinction point; E)는 상기 제2 편광판(310)의 제2 편광축, 즉 상판 투과축(A)과 반대방향으로 형성된다. 상기 상판 투과축(A)과 반대방향은 상기 제2 흡수축(312)일 수 있다.
상기 소거 포인트(E)는 상기 제1 편광판(210)에서 상기 에이-플레이트(320)까지 투과한 광의 이상적인 편광상태를 나타내는 위치이다. 즉, 상기 제1 편광판(210)에서 상기 에이-플레이트(320)까지 투과한 광이 상기 소거 포인트(E)와 일치할 경우, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다.
상기 광학 필름들을 통과한 후의 광의 편광 상태를 살펴보면, 우선, 상기 제1 편광판(210)을 투과한 상기 광의 편광상태는 'P'로 나타낼 수 있다. 이어서, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)를 통과한 상기 광의 편광상태는 'P1'으로 나타낼 수 있다. 상기 액정층(130)을 통과한 상기 광의 편광상태는 'P2'으로 나타낼 수 있다. 상기 에이-플레이트(320)를 통과한 상기 광의 편광상태는 'P3'로 나타낼 수 있다.
도 4의 뽀앙카레 구면에서는 상기 에이-플레이트(320)가 상기 네거티브 에이-플레이트 일 경우를 예로 들었으므로, 'P2'의 광의 편광상태는 상기 네거티브 에이-플레이트의 광축을 기준으로 시계방향으로 회전하여 'P3'로 이동할 수 있다.
도 4을 다시 참조하면, 'P3'는 소거 포인트인 'E'와 일치함을 알 수 있다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비가 최대로 증가될 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 도 3의 액정층의 두께방향 위상 지연값 및 광학 필름들의 두께방향 위상 지연값에 따른 표시패널 관찰각도 및 휘도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
여기서, 시야각은 약 60°를 나타낸다.
도 3 내지 도 5d를 참조하면, 최적의 측면 명도 대비비(CR)를 얻기 위해 본 실시에서의 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 에이-플레이트(320)는 다음의 조건을 만족한다. 상기 제1 편광판(210)에서 상기 에이-플레이트(320)까지 투과한 상기 광의 편광 상태들 각각이 상기 소거 포인트와의 거리가 약 0.1nm 이내에 배치되도록, 상기 각 광의 파장에 대한 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값들이 조정되어야 한다.
도 5a에서는 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)의 절대값이 230nm인 경우를 예로 들었다. 여기서, X축은 표시패널(100)의 관찰각도를 나타내고, Y축은 휘도를 나타낸다.
예를 들어, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 50nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'A11'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'A11'의 최대 휘도값은 약 0.6cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 50nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'A12'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'A12'의 최대 휘도값은 약 0.6cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 50nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'A13'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'A13'의 최대 휘도값은 약 0.6cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 100nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'A21'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'A21'의 최대 휘도값은 약 0.22cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 100nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'A22'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'A22'의 최대 휘도값은 약 0.14cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 100nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'A23'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'A23'의 최대 휘도값은 약 0.18cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 150nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'A31'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'A31'의 최대 휘도값은 약 0.25cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 150nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'A32'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'A32'의 최대 휘도값은 약 0.24cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 150nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'A33'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'A33'의 최대 휘도값은 약 0.33cd/m2이다.
곡선들을 살펴보면, 상기 관찰각도가 약 22.5°내지 약 67.5°범위, 약 112.5°내지 약 157.5°범위, 약 202.5°내지 약 247.5°범위 및 약 292.5°내지 약 337.5°범위에서 휘도 값이 높으므로 블랙 상태에서 빛샘이 발생함을 알 수 있다.
도시되지는 않았지만, 광학 필름들을 사용하지 않은 표시장치는 시야각 60°에서 최대 휘도값은 약 14.5cd/m2이다. 반면, 실시예 1에 따른 곡선들 A11 내지 A13, A21 내지 A23 및 A31 내지 A33의 최대 휘도값들 모두 약 1.0cd/m2보다 같거나 작은 값을 갖으므로, 측면 빛샘 현상이 개선됨을 알 수 있다. 또한, 곡선들 중 곡선 A22의 휘도 최대값이 가장 낮은 것을 알 수 있다. 다시 말해, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 100nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 빛샘 현상이 가장 많이 개선됨을 알 수 있다.
이 밖에도, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)의 변화에 비해 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)의 변화에 따라 빛샘 현상이 많이 변하는 것을 알 수 있다.
도 5b에서는 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)의 절대값이 320nm인 경우를 예로 들었다. 여기서, X축은 표시패널(100)의 관찰각도를 나타내고, Y축은 휘도를 나타낸다.
예를 들어, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 150nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'B11'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'B11'의 최대 휘도값은 약 0.6 cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 150nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'B12'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'B12'의 최대 휘도값은 약 0.6 cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 150nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'B13'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'B13'의 최대 휘도값은 약 0.6 cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 200nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'B21'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'B21'의 최대 휘도값은 약 0.13cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 200nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'B22'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'B22'의 최대 휘도값은 약 0.08cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 200nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'B23'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'B23'의 최대 휘도값은 약 0.15cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 250nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'B31'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'B31'의 최대 휘도값은 약 0.40cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 250nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'B32'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'B32'의 최대 휘도값은 약 0.39cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 250nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'B33'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'B33'의 최대 휘도값은 약 0.46cd/m2이다.
곡선들을 살펴보면, 상기 관찰각도가 약 22.5°내지 약 67.5°범위, 약 112.5°내지 약 157.5°범위, 약 202.5°내지 약 247.5°범위 및 약 292.5°내지 약 337.5°범위에서 휘도 값이 높으므로 블랙 상태에서 빛샘이 발생함을 알 수 있다.
도시되지는 않았지만, 광학 필름들을 사용하지 않은 표시장치는 시야각 60° 에서 최대 휘도값은 약 14.5cd/m2이다. 반면, 실시예 1에 따른 곡선들 B11 내지 B13, B21 내지 B23 및 B31 내지 B33의 최대 휘도값들 모두 약 1.0cd/m2보다 같거나 작은 값을 갖으므로, 측면 빛샘 현상이 개선됨을 알 수 있다. 또한, 곡선들 중 곡선 B22의 휘도 최대값이 가장 낮은 것을 알 수 있다. 다시 말해, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 200nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 빛샘 현상이 가장 많이 개선됨을 알 수 있다.
도 5c에서는 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)의 절대값이 420nm인 경우를 예로 들었다. 여기서, X축은 표시패널(100)의 관찰각도를 나타내고, Y축은 휘도를 나타낸다.
예를 들어, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 250nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 C11으로 나타낼 수 있다. 곡선 C11의 최대 휘도값은 약 0.55cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 250nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 C12으로 나타낼 수 있다. 곡선 C12의 최대 휘도값은 약 0.48cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 250nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 C13으로 나타낼 수 있다. 곡선 C13의 최대 휘도값은 약 0.55cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 200nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'C21'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'C21'의 최대 휘도값은0.09cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 200nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'C22'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'C22'의 최대 휘도값은 약 0.08cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 200nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'C23'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'C23'의 최대 휘도값은 약 0.18cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 250nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'C31'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'C31'의 최대 휘도값은 약 0.6cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 250nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'C32'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'C32'의 최대 휘도값은 약 0.6 cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 250nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'C33'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'C33'의 최대 휘도값은 약 0.6cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
곡선들을 살펴보면, 상기 관찰각도가 약 22.5°내지 약 67.5°범위, 약 112.5°내지 약 157.5°범위, 약 202.5°내지 약 247.5°범위 및 약 292.5°내지 약 337.5°범위에서 휘도 값이 높으므로 블랙 상태에서 빛샘이 발생함을 알 수 있다.
도시되지는 않았지만, 광학 필름들을 사용하지 않은 표시장치는 시야각 60°에서 최대 휘도값은 약 14.5cd/m2이다. 반면, 실시예 1에 따른 곡선들 C11 내지 C13, C21 내지 C23 및 C31 내지 C33의 최대 휘도값들 모두 약 1.0cd/m2보다 같거나 작은 값을 갖으므로, 측면 빛샘 현상이 개선됨을 알 수 있다. 또한, 곡선들 중 곡 선 C22의 휘도 최대값이 가장 낮은 것을 알 수 있다. 다시 말해, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 300nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 빛샘 현상이 가장 많이 개선됨을 알 수 있다.
도 5d에서는 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)의 절대값이 520nm인 경우를 예로 들었다. 여기서, X축은 표시패널(100)의 관찰각도를 나타내고, Y축은 휘도를 나타낸다.
예를 들어, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 350nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'D11'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'D11'의 최대 휘도값은 약 0.3cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 350nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'D12'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'D12'의 최대 휘도값은 약 0.23cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 350nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'D13'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'D13'의 최대 휘도값은 약 0.29cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 400nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'D21'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'D21'의 최대 휘도값은 약 0.17cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 400nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'D22'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'D22'의 최대 휘도값은 약 0.17cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 400nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'D23'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'D23'의 최대 휘도값은 약 0.27cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 450nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'D31'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'D31'의 최대 휘도값은 약 0.6cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 450nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 70nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'D32'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'D32'의 최대 휘도값은 약 0.6 cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 450nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 80nm일 때, 관찰각도별로 측정된 휘도는 곡선 'D33'으로 나타낼 수 있다. 곡선 'D33'의 최대 휘도값은 약 0.6cd/m2 내지 약 1.0cd/m2이다.
곡선들을 살펴보면, 상기 관찰각도가 약 22.5°내지 약 67.5°범위, 약 112.5°내지 약 157.5°범위, 약 202.5°내지 약 247.5°범위 및 약 292.5°내지 약 337.5°범위에서 휘도 값이 높으므로 블랙 상태에서 빛샘이 발생함을 알 수 있다.
도시되지는 않았지만, 광학 필름들을 사용하지 않은 표시장치는 시야각 60°에서 최대 휘도값은 약 14.5cd/m2이다. 반면, 실시예 1에 따른 곡선들 D11 내지 D13, D21 내지 D23 및 D31 내지 D33의 최대 휘도값들 모두 약 1.0cd/m2보다 같거나 작은 값을 갖으므로, 측면 빛샘 현상이 개선됨을 알 수 있다. 또한, 곡선들 중 곡선 D21 및 D22의 휘도 최대값들이 가장 낮은 것을 알 수 있다. 다시 말해, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 400nm이고, 상기 에이-플레이트(320)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 60nm 또는 70nm일 때, 빛샘 현상이 가장 많이 개선됨을 알 수 있다.
도 5a 내지 4d에서, 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)에서 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 감소된 최적값이 약 70nm 내지 약 170nm일 때 빛샘 현상이 개선됨을 알 수 있다. 구체적으로, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)에서 약 70nm을 감산한 값보다 작거나 같고, 상기 액정층(130)의 두께 방향 위상 지연값(Rth)에서 약 170nm을 감산한 값보다 크거나 같다.
특히, 상기 최적값이 약 120nm일 때, 빛샘 현상이 가장 많이 개선됨을 알 수 있다.
다시 말하면, 빛샘 개선 효과가 가장 큰 최적범위는 상기 액정층(130)의 두께방향위상 지연값은 약 220nm 내지 약 520nm이고, 상기 네거티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 약 100nm 내지 약 400nm이며, 상기 에이-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 약 70nm임을 알 수 있다.
도시되지는 않았지만, 빛샘 개선 효과가 가장 큰 최적범위는 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값은 약 220nm 내지 약 520nm이고, 상기 네거티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 약 25nm 내지 약 150nm이며, 상기 에이-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 약 50nm일 수도 있다.
상기 최적값이 녹색광 파장으로 나뉜 값은 약 0.127 내지 약 0.310일 수 있다. 여기서 상기 녹색광 파장은 약 550nm일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시장치는 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 에이-플레이트(320)를 포함한다. 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)에서 약 70nm을 감산한 값보다 작거나 같고, 상기 액정층(130)의 두께 방향 위상 지연값(Rth)에서 약 170nm을 감산한 값보다 크거나 같은 두께방향 위상 지연값(Rth)을 갖는 상기 네거티브 씨-플레이트(230)를 상기 액정층(130)에 근접하게 배치함으로써 빛샘 현상이 감소된다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다.
실시예 2
도 6는 본 발명의 실시예 2에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 표시장치의 광학 필름들 및 액정층의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 표시장치는 상기 에이-플레이트(320)를 포함하지 않고, 에이-플레이트(220)가 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 제1 편광판(210) 사이에 배치되는 것을 제외하면 실시예 1의 표시장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 3, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제1 광학유닛(200)은 복수의 광학 필름들을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 광학유닛(200)은 상기 표시패널(100)의 하부에 배치된 제1 편광판(210)과, 상기 제1 편광판(210) 및 상기 표시패널(100) 사이에 배치된 상기 에이-플레이트(220)와, 상기 에이-플레이트(220) 및 상기 표시패 널(100) 사이에 배치된 상기 네거티브 씨-플레이트(230)를 포함한다. 즉, 상기 제1 편광판(210)의 하부에 배치된 상기 백라이트 유닛(400)에서 발생된 광은 상기 제1 편광판(210), 상기 에이-플레이트(220) 및 상기 네거티브 씨-플레이트(230)를 투과하여 상기 표시패널(100)로 인가된다.
상기 제2 광학유닛(300)은 상기 제2 광학유닛(300)은 하나의 광학 필름을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 광학유닛(300)은 상기 표시패널(100)의 상부에 배치된 상기 제2 편광판(310)을 포함한다.
상기 에이-플레이트(220)는 네거티브 에이-플레이트 및 포지티브 에이-플레이트를 포함할 수 있다.
상기 에이-플레이트(220)는 상기 제1 편광판(210)의 상부에 배치되고, 상기 제2 방향(DI2)과 평행한 광축(222)을 갖는다. 즉, 상기 에이-플레이트(220)의 광축(222)은 상기 제2 편광판(310)의 제2 흡수축(312)과 평행하다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)는 상기 제2 기판(120) 상부에 배치되고, 상기 제3 방향(DI3)과 평행한 광축(232)을 갖는다. 상기 네거티브 씨-플레이트(230)는 nx = ny > nz의 수식을 만족한다. 여기서, 상기 nx는 x축 방향으로의 굴절율이고, 상기 ny는 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로의 굴절율이며, 상기 nz는 상기 x축 및 y축 방향들과 직교하는 z축 방향으로의 굴절율이다. 본 실시예에서, 상기 x축 방향은 상기 제1 방향(DI1)과 평행하고, 상기 y축 방향은 상기 제2 방향(DI2)과 평행하며, 상기 z축 방향은 상기 제3 방향(DI3)과 평행하다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 면내 위상 지연값(Ro)은 nx = ny 이므로, 0 값을 갖는다. 여기서, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 면내 위상 지연값(Ro)은 (nx - ny) * d 이고, 상기 d는 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께를 의미한다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 nx = ny > nz 이므로 양의 값을 갖는다. 여기서, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 {(nx + ny)/2 - nz} * d 를 의미한다.
상기 에이-플레이트(220)의 한 면은 상기 제1 편광판(210)과 마주보고, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)는 상기 제1 기판(110)과 마주본다.
또한, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS21)는 상기 에이-플레이트(220)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS22)보다 작다.
도 8은 도 7의 광학 필름들의 투과후의 편광 상태를 개략적으로 설명하기 위한 뽀앙카레 구면이다.
도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 액정층(130)의 광축은 상기 제2 좌표축(S2) 방향을 따라 형성된 회전축이고, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 광축은 상기 제2 좌표축(S2)의 반대방향으로 형성된 회전축이다.
상기 에이-플레이트(320)의 광축(322)은 상기 제1 및 제2 좌표축들(S1, S2)에 의한 평면 상에 형성된 회전축이다.
한편, 상기 뽀앙카레 구면에서의 소거 포인트(extinction point; E)는 상기 제2 편광판(310)의 제2 편광축, 즉 상판 투과축(A)과 반대방향으로 형성된다. 상기 상판 투과축(A)과 반대방향은 상기 제2 흡수축(312)일 수 있다.
한편, 상기 뽀앙카레 구면에서의 소거 포인트(extinction point; E)는 상기 제2 편광판(310)의 제2 편광축, 즉 상판 투과축(A)과 반대방향으로 형성된다. 상기 상판 투과축(A)과 반대방향은 상기 제2 흡수축(312)일 수 있다. 상기 소거 포인트(E)는 상기 제1 편광판(210)에서 상기 액정층(130)까지 투과한 광의 이상적인 편광상태를 나타내는 위치이다. 즉, 상기 제1 편광판(210)에서 상기 액정층(130)까지 투과한 광이 상기 소거 포인트(E)와 일치할 경우, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다.
상기 광학 필름들을 통과한 후의 광의 편광 상태를 살펴보면, 우선, 상기 제1 편광판(210)을 투과한 상기 광의 편광상태는 'P'로 나타낼 수 있다. 이어서, 상기 에이-플레이트(220)를 통과한 상기 광의 편광상태는 'P1'으로 나타낼 수 있다. 상기 액정층(130)을 통과한 상기 광의 편광상태는 'P2'으로 나타낼 수 있다. 상기 네거티브 씨-플레이트(230)를 통과한 상기 광의 편광상태는 'P3'로 나타낼 수 있다.
도 8을 다시 참조하면, 'P3'는 소거 포인트인 'E'와 일치함을 알 수 있다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비가 최대로 증가될 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 도 7의 액정층의 두께방향 위상 지연값(Rth) 및 광학 필름들의 두께방향 위상 지연값에 따른 표시패널 관찰각도 및 휘도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
여기서, 시야각은 약 60°를 나타낸다.
도 8 내지 도 9d를 참조하면, 최적의 측면 명도 대비비(CR)를 얻기 위해 본 실시에서의 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 에이-플레이트(220)는 다음의 조건을 만족한다. 즉, 상기 제1 편광판(210)에서 상기 액정층(130)까지 투과한 상기 광의 편광 상태들 각각이 상기 소거 포인트와의 거리가 약 0.1nm 이내에 배치되도록, 상기 각 광의 파장에 대한 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 에이-플레이트(220)의 두께방향 위상 지연값들이 조정되어야 한다.
도 9a 내지 도 9d의 곡선들은 도 5a 내지 도 5b의 곡선들과 동일하게 상기 관찰각도가 약 22.5°내지 약 67.5°범위, 약 112.5°내지 약 157.5°범위, 약 202.5°내지 약 247.5°범위 및 약 292.5°내지 약 337.5°범위에서 휘도 값이 높으므로 블랙 상태에서 빛샘이 발생함을 알 수 있다.
하지만, 도 9a 내지 도 9d의 곡선들은 도 5a 내지 도 5b의 곡선들에 비해 약 22.5°, 약 157.5°, 약 202.5°및 약 337.5°범위 근처에서 더 많은 빛샘이 발생한다.
따라서, 본 실시예에 따른 표시장치에서는 실시예 1에 따른 표시장치의 빛샘의 각도와 다른 각도에서 빛샘이 발생한다. 따라서, 원치 않는 방향에서 빛샘이 발생되지 않도록 빛샘 각도가 조절될 수 있다.
실시예 3
도 10는 본 발명의 실시예 3에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 11은 도 10의 표시장치의 광학 필름들 및 액정층의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 표시장치는 포지티브 에이-플레이트(223)가 상기 제1 편광판(210) 및 상기 액정층(130) 사이에 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 대신에 배치되고, 네거티브 씨-플레이트(330) 및 네거티브 에이-플레이트(323)가 상기 액정층(130) 및 상기 제2 편광판(310) 사이에 상기 에이-플레이트(320) 대신에 순차적으로 배치되는 것을 제외하면 실시예 1의 표시장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 3, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 제1 광학유닛(200)은 복수의 광학 필름들을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 광학유닛(200)은 상기 표시패널(100)의 하부에 배치된 제1 편광판(210)과, 상기 제1 편광판(210)과 상기 표시패널(100) 사이에 배치된 상기 포지티브 에이-플레이트(223)를 포함한다. 즉, 상기 제1 편광판(210)의 하부에 배치된 상기 백라이트 유닛(400)에서 발생된 광은 상기 제1 편광판(210) 및 상기 포지티브 에이-플레이트(223)를 투과하여 상기 표시패널(100)로 인가된다.
상기 제2 광학유닛(300)은 복수의 광학 필름을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 광학유닛(300)은 상기 표시패널(100)의 상부에 배치된 상기 제2 편광판(310)과, 상기 표시패널(100) 및 상기 제2 편광판(310) 사이에 배치된 상기 네거티브 에이-플레이트(323)와, 상기 표시패널(100) 및 상기 네거티브 에이-플레이트(323) 사 이에 배치된 상기 네거티브 씨-플레이트(330)를 포함한다.
상기 포지티브 에이-플레이트(223)는 상기 제1 편광판(210)의 상부에 배치되고, 상기 제2 방향(DI2)과 평행한 광축(225)을 갖는다. 즉, 상기 포지티브 에이-플레이트(223)의 광축(225)은 상기 제2 편광판(310)의 제2 흡수축(312)과 평행하다.
상기 네거티브 씨-플레이트(330)는 광의 진행방향에 대하여 상기 액정층(130)의 상부에 배치되며, 상기 제3 방향(DI3)과 평행한 광축(332)을 갖는다. 상기 네거티브 씨-플레이트(330)는 nx = ny > nz의 수식을 만족한다. 여기서, 상기 nx는 x축 방향으로의 굴절율이고, 상기 ny는 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로의 굴절율이며, 상기 nz는 상기 x축 및 y축 방향들과 직교하는 z축 방향으로의 굴절율이다. 본 실시예에서, 상기 x축 방향은 상기 제1 방향(DI1)과 평행하고, 상기 y축 방향은 상기 제2 방향(DI2)과 평행하며, 상기 z축 방향은 상기 제3 방향(DI3)과 평행하다.
상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 면내 위상 지연값(Ro)은 nx = ny 이므로, 0 값을 갖는다. 여기서, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 면내 위상 지연값(Ro)은 (nx - ny) * d 이고, 상기 d는 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 두께를 의미한다.
상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 nx = ny > nz 이므로 양의 값을 갖는다. 여기서, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 두께방향 위상 지연값(Rth)은 {(nx + ny)/2 - nz} * d 를 의미한다.
상기 네거티브 에이-플레이트(323)는 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 상부에 배치되고, 상기 제1 방향(DI1)과 평행한 광축(325)을 갖는다. 즉, 상기 네거티브 에이-플레이트(323)의 광축(325)은 상기 제1 편광판(310)의 제1 흡수축(212)과 평행하다.
상기 포지티브 에이-플레이트(223)의 한 면은 상기 제1 편광판(210)과 마주보고, 상기 네거티브 에이-플레이트(323)의 한 면은 상기 제2 편광판(310)과 마주보며, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 한 면은 상기 제2 기판(120)과 마주본다.
또한, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS31)와 상기 포지티브 에이-플레이트(223)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS32)는 동일하고, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS31)는 상기 네거티브 에이-플레이트(323)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS33)보다 작다.
도 12은 도 11의 광학 필름들의 투과후의 편광 상태를 개략적으로 설명하기 위한 뽀앙카레 구면이다.
도 4, 도 11 및 도 12을 참조하면, 상기 액정층(130)의 광축은 상기 제2 좌표축(S2) 방향을 따라 형성된 회전축이고, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 광축은 상기 제2 좌표축(S2)의 반대방향으로 형성된 회전축이다.
상기 포지티브 에이-플레이트(223)의 광축(225)은 상기 제2 흡수축(312)과 평행하게 상기 제1 및 제2 좌표축들(S1, S2)에 의한 평면 상에 형성된 회전축이다. 또한, 상기 네거티브 에이-플레이트(323)의 광축(325)은 상기 제1 흡수축(212)과 평행하게 상기 제1 및 제2 좌표축들(S1, S2)에 의한 평면 상에 형성된 회전축이다.
한편, 상기 뽀앙카레 구면에서의 소거 포인트(extinction point; E)는 상기 제2 편광판(310)의 제2 편광축, 즉 상판 투과축(A)과 반대방향으로 형성된다. 상기 상판 투과축(A)과 반대방향은 상기 제2 흡수축(312)일 수 있다. 상기 소거 포인트(E)는 상기 제1 편광판(210)에서 상기 네거티브 에이-플레이트(323)까지 투과한 광의 이상적인 편광상태를 나타내는 위치이다. 즉, 상기 제1 편광판(210)에서 상기 네거티브 에이-플레이트(323)까지 투과한 광이 상기 소거 포인트(E)와 일치할 경우, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다.
상기 광학 필름들을 통과한 후의 광의 편광 상태를 살펴보면, 우선, 상기 제1 편광판(210)을 투과한 상기 광의 편광상태는 'P'로 나타낼 수 있다. 이어서, 상기 포지티브 에이-플레이트(223)를 통과한 상기 광의 편광상태는 'P1'으로 나타낼 수 있다. 상기 액정층(130)을 통과한 상기 광의 편광상태는 'P2'으로 나타낼 수 있다. 상기 네거티브 씨-플레이트(330)를 통과한 상기 광의 편광상태는 'P3'로 나타낼 수 있다. 상기 네거티브 에이-플레이트(323)를 통과한 상기 광의 편광상태는 'P4'로 나타낼 수 있다.
도 12을 다시 참조하면, 'P4'는 소거 포인트인 'E'와 일치함을 알 수 있다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비가 최대로 증가될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시장치는 상기 포지티브 에이-플레이트(223), 상기 네거티브 씨-플레이트(330) 및 상기 네거티브 에이-플레이트(323)를 포함하고 상기 네거티브 씨-플레이트(330)는 상기 액정층(130)에 근접하게 배치됨으로써 빛샘 현상이 감소된다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다. 또한, 상기 광의 편광상태를 개선할 수 있는 상기 광학 필름들의 개수가 늘어남으로써 실시예 1 및 실시예 2의 표시장치들에 비해 빛샘 현상이 더욱 개선될 수 있다.
실시예 4
도 13는 본 발명의 실시예 4에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 14은 도 13의 표시장치의 광학 필름들 및 액정층의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 표시장치는 표시장치는 네거티브 에이-플레이트(226) 및 네거티브 씨-플레이트(230)가 상기 제1 편광판(210) 및 상기 액정층(130) 사이에 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 대신에 배치되고, 포지티브 에이-플레이트(326)가 상기 액정층(130) 및 상기 제2 편광판(310) 사이에 상기 에이-플레이트(320) 대신에 순차적으로 배치되는 것을 제외하면 실시예 1의 표시장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 3, 도 13 및 도 14을 참조하면, 상기 제1 광학유닛(200)은 복수의 광학 필름들을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 광학유닛(200)은 상기 표시패널(100)의 하부에 배치된 제1 편광판(210)과, 상기 제1 편광판(210) 및 상기 표시패널(100) 사이에 배치된 상기 네거티브 에이-플레이트(226)와, 상기 표시패널(100) 및 상기 네거티브 에이-플레이트(226) 사이에 배치된 상기 네거티브 씨-플레이트(230)를 포함한다. 즉, 상기 제1 편광판(210)의 하부에 배치된 상기 백라이트 유닛(400)에서 발생된 광은 상기 제1 편광판(210), 상기 네거티브 에이-플레이트(226) 및 상기 네거티브 씨-플레이트(230)를 투과하여 상기 표시패널(100)로 인가된다.
상기 제2 광학유닛(300)은 복수의 광학 필름을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 광학유닛(300)은 상기 표시패널(100)의 상부에 배치된 상기 제2 편광판(310)과, 상기 표시패널(100)과 상기 편광판(310) 사이에 배치된 상기 포지티브 에이-플레이트(326)를 포함한다.
상기 네거티브 에이-플레이트(226)는 상기 제1 편광판(210)의 상부에 배치되고, 상기 제2 방향(DI2)과 평행한 광축(228)을 갖는다. 즉, 상기 네거티브 에이-플레이트(226)의 광축(228)은 상기 제2 편광판(310)의 제2 흡수축(312)과 평행하다.
상기 포지티브 에이-플레이트(326)는 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 상부에 배치되고, 상기 제1 방향(DI1)과 평행한 광축(328)을 갖는다. 즉, 상기 포지티브 에이-플레이트(326)의 광축(328)은 상기 제1 편광판(310)의 제1 흡수축(212)과 평행하다.
상기 네거티브 에이-플레이트(226)의 한 면은 상기 제1 편광판(210)과 마주보고, 상기 포지티브 에이-플레이트(326)의 한 면은 상기 제2 편광판(310)과 마주보며, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)의 한 면은 상기 제1 기판(110)과 마주본다.
또한, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS41)와 상기 포지티브 에이-플레이트(326)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS42)는 동일하고, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS41)는 상기 네거티브 에이-플레이트(226)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS43)보다 작다.
도 15은 도 14의 광학 필름들의 투과후의 편광 상태를 개략적으로 설명하기 위한 뽀앙카레 구면이다.
도 4, 도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 액정층(130)의 광축은 상기 제2 좌표축(S2) 방향을 따라 형성된 회전축이고, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 광축은 상기 제2 좌표축(S2)의 반대방향으로 형성된 회전축이다.
상기 네거티브 에이-플레이트(226)의 광축(228)은 상기 제2 흡수축(312)과 평행하게 상기 제1 및 제2 좌표축들(S1, S2)에 의한 평면 상에 형성된 회전축이다. 또한, 상기 포지티브 에이-플레이트(326)의 광축(328)은 상기 제1 흡수축(212)과 평행하게 상기 제1 및 제2 좌표축들(S1, S2)에 의한 평면 상에 형성된 회전축이다.
한편, 상기 뽀앙카레 구면에서의 소거 포인트(extinction point; E)는 상기 제2 편광판(310)의 제2 편광축, 즉 상판 투과축(A)과 반대방향으로 형성된다. 상기 상판 투과축(A)과 반대방향은 상기 제2 흡수축(312)일 수 있다. 상기 소거 포인트(E)는 상기 제1 편광판(210)에서 상기 포지티브 에이-플레이트(326)까지 투과한 광의 이상적인 편광상태를 나타내는 위치이다. 즉, 상기 제1 편광판(210)에서 상기 포지티브 에이-플레이트(326)까지 투과한 광이 상기 소거 포인트(E)와 일치할 경 우, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다.
상기 광학 필름들을 통과한 후의 광의 편광 상태를 살펴보면, 우선, 상기 제1 편광판(210)을 투과한 상기 광의 편광상태는 'P'로 나타낼 수 있다. 이어서, 상기 네거티브 에이-플레이트(226)를 통과한 상기 광의 편광상태는 'P1'으로 나타낼 수 있다. 상기 네거티브 씨-플레이트(230)을 통과한 상기 광의 편광상태는 'P2'으로 나타낼 수 있다. 상기 액정층(130)을 통과한 상기 광의 편광상태는 'P3'로 나타낼 수 있다. 상기 포지티브 에이-플레이트(326)를 통과한 상기 광의 편광상태는 'P4로 나타낼 수 있다.
도 15를 다시 참조하면, 'P4'는 소거 포인트인 'E'와 일치함을 알 수 있다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비가 최대로 증가될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시장치는 상기 네거티브 에이-플레이트(226), 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 포지티브 에이-플레이트(326)를 포함하고 상기 네거티브 씨-플레이트(230)는 상기 액정층(130)에 근접하게 배치됨으로써 빛샘 현상이 감소된다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다. 또한, 상기 광의 편광상태를 개선할 수 있는 상기 광학 필름들의 개수가 늘어남으로써 실시예 1 및 실시예 2의 표시장치들에 비해 빛샘 현상이 더욱 개선될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 표시장치에서는 실시예 3에 따른 표시장치의 빛샘의 각도와 다른 각도에서 빛샘이 발생한다. 따라서, 원치 않는 방향에서 빛샘이 발생되지 않도록 빛샘 각도가 조절될 수 있다.
실시예 5
도 16는 본 발명의 실시예 5에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 표시장치는 실시예 1의 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 대신에 에이-플레이트(220)를 포함하고, 실시예 1의 상기 에이-플레이트(320) 대신에 네거티브 씨-프레이트(330)를 포함하는 것을 제외하면 실시예 1의 표시장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 3, 도 4 및 도 16를 참조하면, 상기 제1 광학유닛(200)은 복수의 광학 필름들을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 광학유닛(200)은 상기 표시패널(100)의 하부에 배치된 제1 편광판(210)과, 상기 제1 편광판(210)과 상기 표시패널(100) 사이에 배치된 상기 에이-플레이트(220)를 포함한다. 즉, 상기 제1 편광판(210)의 하부에 배치된 상기 백라이트 유닛(400)에서 발생된 광은 상기 제1 편광판(210) 및 상기 에이-플레이트(220)를 투과하여 상기 표시패널(100)로 인가된다.
상기 제2 광학유닛(300)은 복수의 광학 필름을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 광학유닛(300)은 상기 표시패널(100)의 상부에 배치된 상기 제2 편광판(310)과, 상기 표시패널(100)과 상기 편광판(310) 사이에 배치된 네거티브 씨-프레이트(330)를 포함한다.
여기서, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 한 면은 상기 제2 기판(120)과 마주보고, 상기 에이-플레이트(220)는 상기 제1 편광판(210)과 마주본다.
또한, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS51)는 상기 에이-플레이트(220)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS52)와 동일 할 수 있다.
본 실시예에 따른 광학 필름들의 투과후의 편광 상태는 상기 광학 필름들의 보상 순서를 제외하면 실시예 1에 따른 광학 필름들의 투과후의 편광 상태와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 표시패널 관찰각도 및 휘도와의 관계는 실시예 1에 따른 표시패널 관찰각도 및 휘도와의 관계와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시장치는 상기 에이-플레이트(220) 및 상기 네거티브 씨-플레이트(330)를 포함하고, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)를 상기 액정층(130)에 근접하게 배치함으로써 빛샘 현상이 감소된다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다.
실시예 6
도 17은 본 발명의 실시예 6에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 표시장치는 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 에이-플레이트(230)를 포함하지 않고, 네거티브 씨-플레이트(330) 및 에이-플레이트(330)를 포함하는 것을 제외하면 실시예 2의 표시장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 3, 도 4 및 도 17을 참조하면, 상기 제1 광학유닛(200)은 복수의 광학 필름들을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 광학유닛(200)은 상기 표시패널(100)의 하부에 배치된 제1 편광판(210)을 포함한다. 즉, 상기 제1 편광판(210)의 하부에 배치된 상기 백라이트 유닛(400)에서 발생된 광은 상기 제1 편광판(210)을 투과하여 상기 표시패널(100)로 인가된다.
상기 제2 광학유닛(300)은 복수의 광학 필름을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 광학유닛(300)은 상기 표시패널(100)의 상부에 배치된 상기 제2 편광판(310)과, 상기 표시패널(100)과 상기 편광판(310) 사이에 배치된 상기 에이-플레이트(320)와, 상기 표시패널(100) 및 상기 에이-플레이트(320) 사이에 배치된 상기 네거티브 씨-프레이트(330) 를 포함한다.
여기서, 상기 에이-플레이트(320)의 한 면은 상기 제2 편광판(310)과 마주보고, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)는 상기 제2 기판(120)과 마주본다.
또한, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS61)는 상기 에이-플레이트(320)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS62)보다 작다.
본 실시예에 따른 광학 필름들의 투과후의 편광 상태는 상기 광학 필름들의 보상 순서를 제외하면 실시예 2에 따른 광학 필름들의 투과후의 편광 상태와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 표시패널 관찰각도 및 휘도와의 관계는 실시예 2에 따른 표시패널 관찰각도 및 휘도와의 관계와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시장치는 상기 에이-플레이트(320) 및 상기 네거티브 씨-플레이트(330)를 포함하고, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)를 상기 액정층(130)에 근접하게 배치함으로써 빛샘 현상이 감소된다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 표시장치에서는 실시예 1에 따른 표시장치의 빛샘의 각도와 다른 각도에서 빛샘이 발생한다. 따라서, 원치 않는 방향에서 빛샘이 발생되지 않도록 빛샘 각도가 조절될 수 있다.
실시예 7
도 18은 본 발명의 실시예 7에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 표시장치는 실시예 2의 상기 제1 광원 유닛(200), 상기 표시 패널(100) 및 실시예 6의 상기 제2 광원 유닛(300)을 포함한다. 따라서, 대응하 는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
여기서, 상기 에이-플레이트(220)의 한 면은 상기 제1 편광판(210)과 마주보고, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)는 상기 제1 기판(110)과 마주본다.
또한, 상기 네거티브 씨-플레이트(230)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS21)는 상기 에이-플레이트(220)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS22)보다 작다.
상기 에이-플레이트(320)의 한 면은 상기 제2 편광판(310)과 마주보고, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)는 상기 제2 기판(120)과 마주본다.
또한, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS61)는 상기 에이-플레이트(320)와 상기 액정층(130) 사이의 거리(DS62)보다 작다.
상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 두께 방향 위상 지연값(Rth)은 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)에서 약 115nm을 감산한 값보다 작거나 같고, 상기 액정층(130)의 두께 방향 위상 지연값(Rth)에서 약 275nm을 감산한 값보다 크거나 같다. 즉, 상기 액정층(130)의 두께방향 위상 지연값(Rth)에서 상기 네거티브 씨-플레이트(230) 및 상기 네거티브 씨-플레이트(330)의 두께방향 위상 지연값(Rth)이 감소된 최적값이 약 115nm 내지 약 275nm일 때 빛샘 현상이 개선됨을 알 수 있다.
본 실시예에 따른 광학 필름들의 투과후의 편광 상태는 상기 광학 필름들의 보상 순서를 제외하면 실시예 2 및 실시예 6에 따른 광학 필름들의 투과후의 편광 상태와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시장치는 상기 에이-플레이트(320) 및 상기 네거티브 씨-플레이트(330)를 포함하고, 상기 네거티브 씨-플레이트(330)를 상기 액정층(130)에 근접하게 배치함으로써 빛샘 현상이 감소된다. 따라서, 상기 표시장치의 측면에서 보았을 때의 명도 대비비(contrast ratio, CR)가 최대로 증가될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 표시장치는 실시예 2 및 실시예 6의 광학 필름들을 모두 사용함으로써 약 22.5°, 약 157.5°, 약 202.5°및 약 337.5°범위 근처에서 빛샘을 실시예 2 및 실시예 6에 따른 표시장치들에서 발생하는 빛샘보다 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 에이-플레이트와, 액정층에 근접하면서 액정층의 두께방향 위상 지연값에서 약 75nm을 감산한 값보다 작거나 같고 상기 액정층의 두께 방향 위상 지연값에서 약 275nm을 감산한 값보다 크거나 같은 두께방향 위상 지연값을 갖는 네거티브 씨-플레이트에 의해 표시패널의 측면의 광의 편광 상태를 뽀앙카레 구면에서의 소거 포인트로 실질적으로 일치시킬 수 있다. 따라서, 상기 광의 편광 상태의 분산에 따라 발생할 수 있는 명도 대비비 감소를 방지할 수 있어 표시패널을 측면에서 보았을 때의 명도 대비비를 보다 증가시킬 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당 업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 표시장치가 포함하는 제1 기판의 평면도이다.
도 3는 도 1의 표시장치의 광학 필름들 및 액정층의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4은 도 3의 광학 필름들의 투과후의 편광 상태를 개략적으로 설명하기 위한 뽀앙카레 구면이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 3의 액정층의 두께방향 위상 지연값 및 광학 필름들의 두께방향 위상 지연값에 따른 표시패널 관찰각도 및 휘도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6는 본 발명의 실시예 2에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 표시장치의 광학 필름들 및 액정층의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 광학 필름들의 투과후의 편광 상태를 개략적으로 설명하기 위한 뽀앙카레 구면이다.
도 9a 내지 도 9d는 도 7의 액정층의 두께방향 위상 지연값 및 광학 필름들의 두께방향 위상 지연값에 따른 표시패널 관찰각도 및 휘도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10는 본 발명의 실시예 3에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 11은 도 10의 표시장치의 광학 필름들 및 액정층의 관계를 개념적으로 도 시한 도면이다.
도 12은 도 11의 광학 필름들의 투과후의 편광 상태를 개략적으로 설명하기 위한 뽀앙카레 구면이다.
도 13는 본 발명의 실시예 4에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 14은 도 13의 표시장치의 광학 필름들 및 액정층의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 15은 도 14의 광학 필름들의 투과후의 편광 상태를 개략적으로 설명하기 위한 뽀앙카레 구면이다.
도 16는 본 발명의 실시예 5에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 6에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 18은 본 발명의 실시예 7에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시패널 110 : 제1 기판
120 : 제2 기판 130 : 액정층
200 : 제1 광학유닛 210 : 제1 편광판
230 : 네거티브 씨-플레이트 300 : 제2 광학유닛
310 : 제2 편광판 320 : 에이-플레이트
400 : 백라이트 어셈블리

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
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  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 서로 다른 전압이 인가되는 제1 화소전극 및 제2 화소전극을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 개재되고 전계 미인가시 수직배향(vertical alignment)되며 전계 인가시 상기 제1 화소전극 및 상기 제2 화소전극에 의해 수평전계가 형성되는 액정층을 구비하는 표시패널;
    상기 제1 기판의 하부에 배치되고 제1 흡수축을 갖는 제1 편광판;
    상기 제2 기판의 상부에 배치되고 상기 제1 흡수축과 직교하는 제2 흡수축을 갖는 제2 편광판;
    상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치된 에이-플레이트; 및
    상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층의 두께방향 위상 지연값의 절대값에서 75nm을 감산한 값보다 작거나 같고, 상기 액정층의 두께 방향 위상 지연값의 절대값에서 275nm을 감산한 값보다 크거나 같은 두께방향 위상 지연값을 갖는 네거티브 씨-플레이트를 포함하고,
    상기 제1 기판은 상기 제1 화소전극에 전기적으로 연결된 제1 데이터 라인 및 상기 제2 화소전극에 전기적으로 연결된 제2 데이터 라인을 더 포함하고,
    상기 액정층의 두께방향 위상 지연값의 절대값은 220nm 내지 520nm이고,
    상기 네거티브 씨-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 100nm 내지 400nm이고,
    상기 에이-플레이트의 두께방향 위상 지연값은 60nm 내지 80nm인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 편광판은 광의 진행방향에 대하여 상기 표시패널의 하측에 배치되고,
    상기 제2 편광판은 상기 광의 진행 방향에 대하여 상기 표시패널의 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 에이-플레이트는 포지티브 에이-플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 네거티브 씨-플레이트 및 상기 에이-플레이트들은,
    상기 표시패널을 측면에서 보았을 때의 상기 액정층에 의해 분산된 광의 편광 상태를 뽀앙카레 구면에서의 소거 포인트(extinction point)로 실질적으로 일치시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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