KR102108554B1 - 편광판, 편광판 세트 및 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 편광판, 편광판 세트 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 편광판 내지 편광판 세트는 시야각에서 빛샘 특성과 같은 광학 특성이 우수하고, 원하는 시감을 나타낼 수 있는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 편광판, 편광판 세트 및 액정표시장치에 관한 것이다.
IPS-LCD는 초기의 액정 배향이 유리 기판과 수평하고 전극에 대하여 일정한 각도를 가지게 배향되며, 전기장의 방향이 유리 기판에 평행하게 형성되는 LCD를 말한다. IPS-LCD는 패널 특성에 따라 경사 방향에서 yellow 색감을 보이며, 그로 인해 암 상태(블랙 상태)에서 빛샘이 커보이고, 시감이 저하된다는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해소하기 위해서는, 경사 방향에서 휘도 및 색감을 개선하는 것이 필요하다. 본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위한 것으로, 시야각에서 우수한 광학 특성 및 원하는 시감을 구현할 수 있는 편광판, 편광판 세트 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 편광판 세트에 관한 것이다. 상기 편광판 세트는 상부 편광판과 하부 편광판을 포함할 수 있다. 상기 상부 편광판은 제 1 편광 소자 및 상기 제 1 편광 소자의 일면에 적층된 제1 보호 필름을 포함할 수 있다. 상기 제 2 편광 소자 및 상기 제 2 편광 소자의 일면에 적층된 제 2 보호 필름을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 보호 필름은 각각 위상차 필름일 수 있다.
본 명세서에서 용어 편광 소자와 편광판은 서로 구별되는 대상을 지칭한다. 용어 편광 소자는 편광 기능을 가지는 필름, 시트 또는 소자 그 자체를 의미하고, 용어 편광판은, 상기 편광 소자 및 그 편광 소자의 일면 또는 양면에 적층되어 있는 다른 요소를 포함하는 대상을 의미한다. 상기에서 다른 요소로는 상기 위상차층이나 편광 소자 보호 필름 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
편광 소자는 여러 방향으로 진동하는 입사광으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 광을 추출할 수 있는 기능성 소자이다. 편광 소자로는 예를 들면, 공지된 흡수형 선편광 소자를 사용할 수 있다. 이러한 편광 소자로는, PVA(poly(vinyl alcohol)) 편광 소자가 예시될 수 있다. 하나의 예시에서 편광판에 포함되는 편광 소자는, 이색성 색소 또는 요오드가 흡착 및 배향되어 있는 PVA 필름 또는 시트일 수 있다. 상기 PVA는, 예를 들면, 폴리비닐아세테이트를 겔화하여 얻을 수 있다. 폴리비닐아세테이트로는, 비닐 아세테이트의 단독 중합체; 및 비닐 아세테이트 및 다른 단량체의 공중합체 등이 예시될 수 있다. 상기에서 비닐 아세테이트와 공중합되는 다른 단량체로는, 불포화 카복실산 화합물, 올레핀 화합물, 비닐에테르 화합물, 불포화 술폰산 화합물 및 암모늄기를 가지는 아크릴아미드 화합물 등의 일종 또는 이종 이상이 예시될 수 있다. 폴리비닐아세테이트의 겔화도는, 일반적으로 약 85몰% 내지 약 100몰% 또는 98몰% 내지 100몰% 정도이다. 선편광 소자의 폴리비닐알코올의 중합도는, 일반적으로 약 1,000 내지 약 10,000 또는 약 1,500 내지 약 5,000일 수 있다.
본 명세서에서 위상차 필름은 광학 이방성층으로서 복굴절을 제어함으로써 입사 편광을 변환할 수 있는 소자를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 위상차 필름의 x축, y축 및 z축을 기재하면서 특별한 언급이 없는 한, 상기 x축은 위상차 필름의 면내 지상축과 평행한 방향 의미하고, y 축은 위상차 필름의 면내 진상축과 평행한 방향을 의미하며, z축은 위상차 필름의 두께 방향을 의미한다. 상기 x축과 y축은 면내에서 서로 직교를 이룰 수 있다. 본 명세서에서 위상차 필름이 막대 형상의 액정 분자를 포함하는 경우 지상축은 상기 막대 형상의 장축 방향을 의미할 수 있고 디스크 형상의 액정 분자를 포함하는 경우 지상축은 상기 디스크 형상의 법선 방향을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 위상차 필름의 광축을 기재하면서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 지상축을 의미한다. 본 명세서에서 위상차 필름의 굴절률을 기재하면서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 약 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률을 의미한다.
본 명세서에서 각도를 정의하면서, 수직, 수평, 직교 또는 평행 등의 용어를 사용하는 경우, 이는 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서의 실질적인 수직, 수평, 직교 또는 평행을 의미하는 것으로, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 오차를 포함하는 것이다. 예를 들면, 상기 각각의 경우는, 약 ±15도 이내의 오차, 약 ±10도 이내의 오차 또는 약 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 위상차 필름의 면상 위상차(Rin) 및 두께 방향 위상차(Rth)는 각각 하기 수식 1 및 수식 2로 계산된다.
[수식 1]
Rin = d × (nx - ny)
[수식 2]
Rth = d x (nz - ny)
수식 1 내지 2에서 d는 위상차 필름의 두께이며, nx, ny 및 nz는 각각 상기 정의한 x축, y축 및 z축 방향의 굴절률이다. 본 명세서에서 위상차 필름의 면상 위상차를 기재하면서 특별히 달리 규정하지 않는 한 약 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률을 의미한다.
본 발명에서 하기 수식 3을 만족하는 것을 +B 필름, 수식 4를 만족하는 것을 -B 필름, 수식 5를 만족하는 것을 +C 플레이트, 수식 6을 만족하는 것을 -C 플레이트로 정의될 수 있다.
[수식 3]
nz > nx > ny
[수식 4]
nx> ny > nz
[수식 5]
nz > nx = ny
[수식 6]
nx = ny > nz
본 발명은 상부 편광판에 제 1 보호 필름을 배치하고, 하부 편광판에 제 2 보호 필름을 배치함으로써, 상부 및 하부의 밸런스를 유지할 수 있는 장점이 있다. 상부 및 하부의 밸런스를 유지하는 것은 필름 제조 비용 및 액정 패널의 내구성 평가 시 상하 다른 종류가 아닌 동일 필름으로 액정 패널의 휨을 방지할 수 있다는 측면에서유리할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 80nm 내지 120nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -20nm인 제1 위상차 필름일 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름은 -B필름으로 분류될 수 있다. 이 경우, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 40nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -60nm 내지 -5nm인 제2 위상차 필름일 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름은 -B필름으로 분류될 수 있다. 제 1 위상차 필름의 상기 면상 위상차 값은 구체적으로 80nm 이상일 수 있고, 120nm 이하, 110nm 이하 또는 100nm 이하일 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름의 두께 방향 위상차 값은 구체적으로 -40nm 이상, -35nm 이상 또는 -30nm 이상일 수 있고, -20nm 이하일 수 있다. 제 2 위상차 필름의 상기 면상 위상차 값은 구체적으로 5nm 이상, 10nm 이상, 20nm이상일 수 있고, 40nm 이하일 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름의 두께 방향 위상차 값은 구체적으로 -60nm 이상, -50nm 이상 또는 -40nm 이상일 수 있고, -5nm 이하 또는 -10nm 이하일 수 있다.
다른 하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 20nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -10nm인 제3위상차 필름일 수 있다. 상기 제 3위상차 필름은 -B필름으로 분류될 수 있다. 이 경우 상기 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 0nm 내지 -30nm인 제4위상차 필름일 수 있다. 상기 제 4위상차 필름은 -C 플레이트로 분류될 수 있다. 제 3 위상차 필름의 상기 면상 위상차 값은 구체적으로 5nm 이상일 수 있고, 20nm 이하, 15nm 이하 또는 10nm 이하일 수 있다. 상기 제 3 위상차 필름의 두께 방향 위상차 값은 구체적으로 -40nm 이상일 수 있고, -10nm 이하, -15nm 이하 또는 -20nm 이하일 수 있다. 제 4 위상차 필름의 상기 면상 위상차 값은 구체적으로 0nm 이상일 수 있고, 10nm 이하, 8nm 이하 또는 5nm 이하일 수 있다. 상기 제 4 위상차 필름의 두께 방향 위상차 값은 구체적으로 0nm 이하일 수 있고, -30nm 이상, -20nm 이상 또는 -10nm 이상일 수 있다.
다른 하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -30nm 내지 -100nm인 제5 위상차 필름일 수 있다. 상기 제 5 위상차 필름은 -C 플레이트로 분류될 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -10nm 내지 10nm인 제6 위상차 필름일 수 있다. 상기 제 6 위상차 필름은 제로 위상차 필름으로 호칭될 수 있다. 제 5 위상차 필름의 상기 면상 위상차 값은 구체적으로 0nm 이상일 수 있고, 10nm 이하, 8nm 이하 또는 5nm 이하일 수 있다. 상기 제 5 위상차 필름의 두께 방향 위상차 값은 구체적으로 -30nm 이상일 수 있고, -100nm 이상, -80nm 이상 또는 -50nm 이상일 수 있다. 제 6 위상차 필름의 상기 면상 위상차 값은 구체적으로 0nm 이상일 수 있고, 10nm 이하, 8nm 이하 또는 5nm 이하일 수 있다. 상기 제 6 위상차 필름의 두께 방향 위상차 값은 구체적으로 -10nm 이상, -5nm 이상 또는 -3nm 이상일 수 있고, 10nm 이하, 5nm 이하 또는 3nm 이하일 수 있다.
제 1 및 제 2 보호 필름의 면상 위상차 값 내지 두께 방향 위상차 값이 상기 범위 내인 경우 경사 방향에서 광학 특성 및 시감 특성이 개선된 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 제1 편광 소자의 흡수축과 제 2 편광 소자의 흡수축은 서로 직교할 수 있다.
하나의 예시에서, 제1 보호 필름은 제 1 위상차 필름이고, 제1 편광 소자의 흡수축과 제 1 위상차 필름의 면내 광축은 평행 또는 직교하며, 제 2 보호 필름은 제 2 위상차 필름이고 제2 편광 소자의 흡수축과 제2 위상차 필름의 면내 광축은 평행 또는 직교할 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 상기 제 1 보호 필름은 제 3 위상차 필름이고, 제1 편광 소자의 흡수축과 제 1 위상차 필름의 면내 광축은 평행 또는 직교할 수 있다. 이러한 배치를 통해 경우 경사 방향에서 광학 특성 및 시감 특성이 개선된 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름은 각각 제 1 편광 소자 및 제 2 편광 소자의 내측에 위치할 수 있다. 제 1 및 제2 보호 필름은 각각 제1 및 제2 편광 소자의 내측 보호 필름일 수 있다. 상기 상부 편광판 및 하부 편광판이 액정 표시 장치에 적용될 경우 제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름은 각각 액정 패널에 인접하여 배치될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 및 제2 보호 필름은 각각 한 장의 위상차 필름일 수 있다. 제 1 내지 제 2 위상차 필름의 위상차 값을 구현하기 위해 여러 장의 위상차 필름의 적층 구조를 적용하는 경우, 제조 비용이 상승하고 두께가 두꺼워지는 문제가 있으므로 바람직하지 않다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름은 각각 고분자 필름일 수 있다. 상기 고분자 필름으로는 예를 들면, 폴리에틸렌 필름 또는 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀 필름, 폴리노르보넨 필름 등의 고리형 올레핀 폴리머(COP: Cycloolefin polymer) 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리아크릴로니트릴 필름, 폴리설폰 필름, 폴리아크릴레이트 필름, 폴리비닐알코올 필름 또는 TAC(Triacetyl cellulose) 필름 등의 셀룰로오스 에스테르계 폴리머 필름이나 상기 폴리머를 형성하는 단량체 중에서 2종 이상의 단량체의 공중합체 필름 등이 예시될 수 있다.
하나의 예시에서, 고분자 필름으로는, 고리형 올레핀 폴리머 필름 또는 아크릴 필름을 사용할 수 있다. 상기에서 고리형 올레핀 폴리머로는, 노르보넨 등의 고리형 올레핀의 개환 중합체 또는 그 수소 첨가물, 고리형 올레핀의 부가 중합체, 고리형 올레핀과 알파-올레핀과 같은 다른 공단량체의 공중합체, 또는 상기 중합체 또는 공중합체를 불포화 카르복실산이나 그 유도체 등으로 변성시킨 그래프트 중합체 등이 예시될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 고분자 필름은 아크릴 필름일 수 있다. 본 발명은 아크릴 필름을 통하여 한 장의 필름으로 상기 위상차 필름을 제공할 수 있다는 장점이 있다. 상기 아크릴 필름을 적절한 조건에서 연신 또는 수축 처리하면 복굴절성을 부여하여, 상기 위상차 필름으로 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 고분자 필름은 주쇄에 치환 또는 비치환 스티렌기를 포함하는 수지 및/또는 이 수지를 포함하는 블렌드를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 치환 또는 비치환 스티렌기를 포함하는 수지로는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN), 메타크릴산메틸-스티렌(MS), 스티렌-말레인산무수물(SMA), 스티렌-말레인산무수물-메타크릴산메틸 공중합체를 포함하는 수지를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 고분자 필름은 치환 또는 비치환 스티렌기를 포함하는 수지를 포함하는 아크릴계 수지를 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 수지로는 메타크릴산에스테르, 아크릴산에스테르로 이루어진 아크릴계 수지를 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 수지는 N-치환 말레이미드, 락톤환, 글루탈이미드, 말레인산 무수물 등의 환 구조를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지를 포함할 수 있다. 상기 고분자 필름에 포함되는 수지의 유리전이온도는 100℃ 이상, 바람직하게는 110℃ 이상일 수 있다. 상기 고분자 필름의 두께는 80㎛ 이하일 수 있다. 상기 고분자 필름은 압출 내지 캐스팅 방법으로 원단을 제조하고, 이축 연신 (동시 또는 축차)를 통해 제조할 수 있다.
상기 제1 및 제2 보호 필름은 각각 중심 값에서 5% 이내의 위상차 편차가 존재할 수 있으며, 광축은 ±0.5도인 것이 바람직하다. 위상차 편차 및 광축이 상기 범위 내인 경우 정면 콘트라스트의 저하 방지 및 시야각 시감 개선 측면에서 유리하다.
하나의 예시에서, 제1 및 제 2 보호 필름은 각각 정분산, 역분산 또는 플랫분산 특성을 가질 수 있다. 정분산 특성은 하기 수식 7을 의미하고, 역분산 특성은 하기 수식 8을 의미하고, 플랫분산 특성은 하기 수식 9를 의미할 수 있다. 제1 및 제 2 보호 필름은 각각 정상 파장 분산 특성을 가지는 경우 경사 방향에서 광학 특성 및 시감 특성이 개선된 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제공하는 데 더욱 유리할 수 있다. 제1 및 제 2 보호 필름의 분산 특성 R(450)/R(550)의 값은 각각 1.04 내지 1.08일 수 있다
[수식 7]
R(450)/R(550) > 1
[수식 8]
R(450)/R(550) < 1
[수식 9]
R(450)/R(550) = 1
수식 7 내지 9에서 R(λ)는 λnm 광에 대한 위상차 필름의 면상 위상차이다.
하나의 예시에서, 상기 -B 필름의 Nz 계수는 1초과 내지 5미만일 수 있다. 상기 -C 플레이트의 Nz 계수는 1 초과일 수 있다. 상기 -C 플레이트의 Nz 계수의 상한은 무한대(∞)일 수 있다. 본 명세서에서 Nz 계수는 하기 수식 10으로 계산될 수 있다. 위상차 필름의 Nz 계수가 상기 범위 내인 경우 경사 방향에서 광학 특성 및 시감 특성이 개선된 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제공하는 데 더욱 유리할 수 있다.
[수식 10]
Nz = 1 - Rth/Rin
수식 10에서 Rin은 수식 1로 계산되는 위상차 필름의 면상 위상차 값이고 수식 2는 수식 2로 계산되는 위상차 필름의 두께 방향 위상차 값이다.
하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름과 제 2 보호 필름은 하기 수식 11을 만족할 수 있다. 상기 제1 보호 필름과 제 2 보호 필름이 하기 수식 11을 만족하는 경우 경사 방향에서 광학 특성 및 시감 특성이 개선된 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제공하는 데 더욱 유리할 수 있다.
[수식 11]
│△Re│ ≤ │△Rth│+ 5
수식 11에서, │△Re│는 제1 보호 필름과 제 2 보호 필름의 면상 위상차 값의 차이의 절대값이고, │△Rth│는 제1보호필름과 제 2 보호필름의 두께 방향 위상차 값의 차이의 절대값을 의미한다.
상기 각 위상차 필름과 편광 소자는, 예를 들면, 적절한 점착제 또는 접착제에 의해 서로 부착되어 광학 필름을 형성할 수 있다. 위상차 필름과 편광 소자는 상기 접착제층 또는 점착제층을 통하여 직접 부착되어 있을 수도 있고, 필요에 따라서는, 프라이머층을 추가로 포함하여 부착되어 있을 수도 있다.
위상차 필름과 편광 소자를 부착하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 접착제 또는 점착제 조성물을 편광 소자 또는 위상차 필름의 일면에 코팅하고, 합지한 후에 접착제 조성물을 경화시키거나, 또는 접착제 또는 점착제 조성물을 사용한 액적(dropping) 방식에 의하여 편광 소자 또는 위상차 필름을 합지하고 조성물을 경화시키는 방식 등을 사용할 수 있다. 상기에서 조성물의 경화는, 예를 들면, 조성물에 포함되어 있는 성분을 고려하여 적절한 강도의 활성 에너지선을 적절한 광량으로 조사하여 수행할 수 있다.
본 발명은 상부 편광판에 관한 것이다. 상기 상부 편광판은 제 1 편광 소자 및 상기 제 1 편광 소자의 일면에 적층된 제1 보호 필름을 포함하는 상부 편광판이고, 제 2 편광 소자 및 상기 제 2 편광 소자의 일면에 적층된 제2 보호 필름을 포함하는 하부 편광판과 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 80nm 내지 120nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -20nm인 제1 위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 40nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -60nm 내지 -5nm인 제2 위상차 필름일 수 있다.
다른 하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 20nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -10nm인 제3위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 0nm 내지 -30nm인 제4위상차 필름일 수 있다.
다른 하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -30nm 내지 -100nm인 제5 위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -10nm 내지 10nm인 제6 위상차 필름일 수 있다.
본 발명은 하부 편광판에 관한 것이다. 상기 하부 편광판은 제 2 편광 소자 및 상기 제 2 편광 소자의 일면에 적층된 제2 보호 필름을 포함하는 하부 편광판이고, 제1 편광 소자 및 상기 제 1 편광 소자의 일면에 적층된 제1 보호 필름을 포함하는 상부 편광판과 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 80nm 내지 120nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -20nm인 제1 위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 40nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -60nm 내지 -5nm인 제2 위상차 필름일 수 있다.
다른 하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 20nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -10nm인 제3위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 0nm 내지 -30nm인 제4위상차 필름일 수 있다.
다른 하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -30nm 내지 -100nm인 제5 위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -10nm 내지 10nm인 제6 위상차 필름일 수 있다.
상기 상부 편광판 및 하부 편광판에 대한 구체적인 사항은 상기 편광판 세트에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. 상기 액정 표시 장치는 상기 편광판 세트 및 액정 패널을 포함할 수 있다. 상기 액정 표시 장치는 제 1 편광 소자 및 상기 제 1 편광 소자의 일면에 적층된 제1 보호 필름을 포함하는 상부 편광판; 면상 스위칭 모드 액정패널; 및 제 2 편광 소자 및 상기 제 2 편광 소자의 일면에 적층된 제2 보호 필름을 포함하는 하부 편광판을 순차로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 80nm 내지 120nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -20nm인 제1 위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 40nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -60nm 내지 -5nm인 제2 위상차 필름일 수 있다.
다른 하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 20nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -10nm인 제3위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 0nm 내지 -30nm인 제4위상차 필름일 수 있다.
다른 하나의 예시에서, 상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -30nm 내지 -100nm인 제5 위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -10nm 내지 10nm인 제6 위상차 필름일 수 있다.
상기 위상차 값을 포함한 상기 상부 편광판 및 하부 편광판에 대한 구체적인 사항은 상기 편광판 세트에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
상기 액정 패널은 IPS(In-plane switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 또는 PLS (Plane to Line Switching) 모드의 액정 패널일 수 있다. 상기 액정 패널은 상부 기판, 액정층 및 하부 기판을 포함할 수 있다. 상기 상부 및 하부 기판은 각각 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 액정 패널은 IPS 모드 (면상 스위칭 모드) 액정 패널일 수 있다.
상기 액정층은 유전율 이방성이 양수 또는 음수인 액정을 포함할 수 있다. 상기 액정층의 유전율 이방성은 목적하는 액정 패널의 모드에 따라 적절히 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 액정층의 면상 위상차 값은 270nm 내지 330nm이고, 두께 방향 위상차 값은 0nm 내지 -40nm일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 및 제2 보호 필름은 액정 패널의 상부 및 하부에 인접하게 배치될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 액정 표시 장치는 상기 하부 편광판의 하부에 백라이트를 더 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 액정층의 액정의 배향 방향은 제2 편광 소자의 흡수축 서로 평행하거나 또는 서로 직교할 수 있다. 상기 각도가 평행인 경우에 O 모드 액정 패널로 정의할 수 있고, 직교하는 경우 E 모드 액정 패널로 정의할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 액정 표시 장치가 O 모드의 액정 패널을 포함하는 경우, 상기 하부 편광판의 일면에 백라이트가 배치될 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 상기 액정 표시 장치가 E 모드의 패널을 포함하는 경우 상기 상부 편광판의 일면에 백라이트가 배치될 수 있다.
상기 액정 패널의 상부 및 하부 기판은 액정층 측으로 배향막을 더 포함할 수 있다. 상기 액정의 배향 방향은 상기 배향막에 의해 정해질 수 있다. 상기 배향막은 수평 배향막일 수 있다. 상기 배향막으로는 러빙 배향막 또는 광 배향막을 사용할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제 1내지 제 3실시예에 따른 액정 표시 장치를 예시적으로 나타낸다.
도1에 따르면, 액정 표시 장치는 상부 편광 소자(1), 제 1 위상차 필름(2A), 액정 패널(3), 제 2 위상차 필름(4A) 및 하부 편광 소자(5)를 순차로 포함한다.
도 2에 따르면, 액정 표시 장치는 상부 편광 소자(1), 제 1 위상차 필름(2B), 액정 패널(3), 제 2 위상차 필름(4B) 및 하부 편광 소자(5)를 순차로 포함한다.
도 3에 따르면, 액정 표시 장치는 상부 편광 소자(1), 제 1 위상차 필름(2C) 액정 패널(3), 제 2 위상차 필름(4C) 및 하부 편광 소자(5)를 순차로 포함한다.
도 1 내지 3 에서 ↔ 및 ⊙는 위상차 필름의 면내 광축, 편광 소자의 흡수축, 액정 패널의 액정 배향 방향을 의미한다. ⊙는 지면에 수직하는 방향을 의미한다.
본 발명의 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치는 경사 방향에서 광학 특성 및 원하는 시감을 나타낼 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 액정 표시 장치의 60도 경사각 및 45도 방위각에서의 휘도는 1.75 이상 내지 2.20 이하일 수 있다.
본 발명에 따르면 경사 방향에서의 휘도를 개선함으로써 빛샘 특성도 개선할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 액정 표시 장치의 60도 경사각 및 45도 방위각에서의 yellow 시감 특성을 나타내지 않을 수 있고, 특히 bluish 시감 특성을 나타낼 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 액정 표시 장치는, 상기 제1 및 제2 보호 필름을 포함하지 않는 액정 표시 장치 대비, 경사각 60도 및 방위각 45도에서의 CIE xy 색좌표에서 x 값 및 y 값이 더 작을 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 액정 표시 장치는 경사각 60도 및 방위각 45도에서의 CIE xy 색좌표에서 x 값 및 y값이 각각 0.36 이하일 수 있다.
본 발명은 편광판, 편광판 세트 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 편광판 내지 편광판 세트는 시야각에서 빛샘 특성과 같은 광학 특성이 우수하고, 원하는 시감을 나타낼 수 있는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 액정 표시 장치를 예시적으로 나타낸다.
도 2는 본 출원의 액정 표시 장치를 예시적으로 나타낸다.
도 3은 본 출원의 액정 표시 장치를 예시적으로 나타낸다.
도 2는 본 출원의 액정 표시 장치를 예시적으로 나타낸다.
도 3은 본 출원의 액정 표시 장치를 예시적으로 나타낸다.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예
1
Techwiz LCD 1D를 이용하여 도 1의 구조를 갖는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치에 대하여, 모든 동경각에 대하여, 특히 경사각 60도 및 방위각 45도에서 광학 특성 및 시감을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 조건은 다음과 같다.
(1) 액정 패널: 셀 간격 2.9㎛, 프리틸트 각 0°, 유전율 이방성Δε> 0, 550nm파장에서 액정 복굴절 Δn=0.1. Rin(550): 290nm Rth(550): 0nm 인 O 모드의 IPS 액정 패널
(2) 상부 및 하부 편광 소자: 380nm 내지 780nm 파장의 광에 대한편광도가 99.99% 이상이고, 단체 투과율이 42.5%인 PVA계 편광 소자
(3) 상부 편광 소자의 보호 필름 및 하부 편광 소자의 보호 필름: 분산 특성 R(450)/R(550)이 1.06인 아크릴 필름을 준비하였고, 550nm 파장의 광에 대한 위상차 값을 하기와 같이 조절하였다.
휘도는 시뮬레이션에 의해 계산된 값이고, 시감은 시뮬레이션에 의해 예측한다. 실제 시감은 기준 색 좌표 대비 빛샘이 가장 취약한 경사각 60도 및 방위각 45도에서의 색좌표 값으로 Yellow, Bluish, Neutral, Reddish로 분류한다.
| 상부 보호 필름 | 하부 보호필름 | 휘도 | 색좌표 | ||||
| Rin | Rth | Rin | Rth | x | y | ||
| 비교예 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.75 | 0.3601 | 0.3635 |
| 실시예 1 | 100 | -20 | 30 | -20 | 1.35 | 0.2676 | 0.1779 |
| 실시예 2 | 100 | -20 | 20 | -20 | 1.32 | 0.2703 | 0.1942 |
| 실시예 3 | 100 | -20 | 40 | -40 | 1.7 | 0.2560 | 0.1348 |
| 실시예 4 | 100 | -20 | 10 | -50 | 1.3 | 0.2416 | 0.1397 |
| 실시예 5 | 100 | -20 | 10 | -40 | 1.28 | 0.2531 | 0.1634 |
| 실시예 6 | 100 | -20 | 30 | -10 | 1.32 | 0.2764 | 0.2007 |
| 실시예 7 | 100 | -20 | 20 | -40 | 1.35 | 0.2495 | 0.1468 |
| 실시예 8 | 100 | -20 | 30 | -50 | 1.7 | 0.2590 | 0.1551 |
| 실시예 9 | 100 | -20 | 5 | -30 | 1.4 | 0.2681 | 0.1992 |
| 실시예 10 | 80 | -20 | 30 | -50 | 2.05 | 0.2976 | 0.1794 |
| 실시예 11 | 80 | -20 | 20 | -40 | 1.35 | 0.2946 | 0.1943 |
| 실시예 12 | 80 | -20 | 5 | -30 | 1.35 | 0.2968 | 0.2308 |
| 실시예 13 | 120 | -40 | 20 | -60 | 2 | 0.2007 | 0.0983 |
| 실시예 14 | 120 | -40 | 20 | -40 | 1.9 | 0.2218 | 0.1357 |
| 실시예 15 | 120 | -40 | 20 | -50 | 1.95 | 0.2107 | 0.1151 |
| 실시예 16 | 120 | -40 | 10 | -30 | 2.05 | 0.2442 | 0.1798 |
| 실시예 17 | 10 | -30 | 0 | 0 | 2 | 0.3365 | 0.3274 |
| 실시예 18 | 10 | -30 | 0 | -10 | 1.85 | 0.3512 | 0.3381 |
| 실시예 19 | 10 | -30 | 0 | -20 | 1.75 | 0.3678 | 0.3512 |
| 실시예 20 | 10 | -30 | 0 | -30 | 1.75 | 0.3850 | 0.3636 |
| 실시예 21 | 0 | -30 | 0 | 0 | 1.9 | 0.3420 | 0.3365 |
| 실시예 22 | 0 | -40 | 0 | 0 | 2.05 | 0.3334 | 0.3242 |
| 실시예 23 | 0 | -50 | 0 | 0 | 2.05 | 0.3284 | 0.3172 |
1: 상부 편광 소자, 2A, 2B, 2C: 제 1, 제 3, 제 5 위상차 필름, 3: 액정 패널, 4A, 4B, 4C: 제 2, 제 4, 제 6 위상차 필름, 5: 하부 편광 소자
Claims (18)
- 제 1 편광 소자 및 상기 제 1 편광 소자의 일면에 적층된 제1 보호 필름을 포함하는 상부 편광판; 면상 스위칭 모드 액정패널; 및 제 2 편광 소자 및 상기 제 2 편광 소자의 일면에 적층된 제2 보호 필름을 포함하는 하부 편광판을 순차로 포함하고,
상기 하부 편광판의 하부에 백라이트를 더 포함하며,
제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름은 각각 제 1 편광 소자 및 제 2 편광 소자의 내측에 위치하고,
상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 80nm 내지 120nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -20nm인 제1 위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 40nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -60nm 내지 -5nm인 제2 위상차 필름이고,
위상차 필름의 두께 방향 위상차(Rth)는 수식 2로 계산되는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치:
[수식 2]
Rth = d x (nz - ny)
수식 2에서 d는 위상차 필름의 두께이며, ny 및 nz는 각각 위상차 필름의 y축 및 z축 방향의 굴절률이고, y 축은 위상차 필름의 면내 진상축과 평행한 방향을 의미하며, z축은 위상차 필름의 두께 방향을 의미한다. - 제 1 편광 소자 및 상기 제 1 편광 소자의 일면에 적층된 제1 보호 필름을 포함하는 상부 편광판; 면상 스위칭 모드 액정패널; 및 제 2 편광 소자 및 상기 제 2 편광 소자의 일면에 적층된 제2 보호 필름을 포함하는 하부 편광판을 순차로 포함하고,
상기 하부 편광판의 하부에 백라이트를 더 포함하며,
제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름은 각각 제 1 편광 소자 및 제 2 편광 소자의 내측에 위치하고,
상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 5nm 내지 20nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -40nm 내지 -10nm인 제3위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 0nm 내지 -30nm인 제4위상차 필름이며,
위상차 필름의 두께 방향 위상차(Rth)는 수식 2로 계산되는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치:
[수식 2]
Rth = d x (nz - ny)
수식 2에서 d는 위상차 필름의 두께이며, ny 및 nz는 각각 위상차 필름의 y축 및 z축 방향의 굴절률이고, y 축은 위상차 필름의 면내 진상축과 평행한 방향을 의미하며, z축은 위상차 필름의 두께 방향을 의미한다. - 제 1 편광 소자 및 상기 제 1 편광 소자의 일면에 적층된 제1 보호 필름을 포함하는 상부 편광판; 면상 스위칭 모드 액정패널; 및 제 2 편광 소자 및 상기 제 2 편광 소자의 일면에 적층된 제2 보호 필름을 포함하는 하부 편광판을 순차로 포함하고,
상기 하부 편광판의 하부에 백라이트를 더 포함하며,
제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름은 각각 제 1 편광 소자 및 제 2 편광 소자의 내측에 위치하고,
상기 제1 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -30nm 내지 -100nm인 제5 위상차 필름이고, 제 2 보호 필름은 면상 위상차 값은 0nm 내지 10nm이며, 두께 방향 위상차 값은 -10nm 내지 10nm인 제6 위상차 필름이며,
위상차 필름의 두께 방향 위상차(Rth)는 수식 2로 계산되는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치:
[수식 2]
Rth = d x (nz - ny)
수식 2에서 d는 위상차 필름의 두께이며, ny 및 nz는 각각 위상차 필름의 y축 및 z축 방향의 굴절률이고, y 축은 위상차 필름의 면내 진상축과 평행한 방향을 의미하며, z축은 위상차 필름의 두께 방향을 의미한다. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 편광 소자의 흡수축과 제 2 편광 소자의 흡수축은 서로 직교하는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 제1 편광 소자의 흡수축과 제 1 위상차 필름의 면내 광축은 평행 또는 직교하며, 제2 편광 소자의 흡수축과 제 2 위상차 필름의 면내 광축은 평행 또는 직교하는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 제2항에 있어서, 제1 편광 소자의 흡수축과 제 3 위상차 필름의 면내 광축은 평행 또는 직교하는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 보호 필름은 각각 한 장의 위상차 필름인 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 보호 필름은 각각 아크릴 필름인 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제 2 보호 필름은 각각 정분산 특성을 갖는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 보호 필름과 제 2 보호 필름은 하기 수식 11을 만족하는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치:
[수식 11]
│△Re│ ≤ │△Rth│+ 5
수식 11에서, │△Re│는 제1 보호 필름과 제 2 보호 필름의 면상 위상차 값의 차이의 절대값이고, │△Rth│는 제1보호필름과 제 2 보호필름의 두께 방향 위상차 값의 차이의 절대값을 의미한다. - 삭제
- 삭제
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 면상 스위칭 모드 액정 패널의 면상 위상차 값은 270nm 내지 330nm이고, 두께 방향 위상차 값은 0nm 내지 -40nm인 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제2 보호 필름은 면상 스위칭 모드 액정 패널의 상부 및 하부에 인접하는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 삭제
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 면상 스위칭 모드 액정 패널의 액정의 배향 방향은 제2 편광 소자의 흡수축과 서로 평행하거나 또는 서로 직교하는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치의 경사각 60도 및 방위각 45도에서의 1.75 이상 내지 2.20 이하인 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치는, 상기 제1 및 제2 보호 필름을 포함하지 않는 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치 대비, 경사각 60도 및 방위각 45도에서의 CIE xy 색좌표에서 x 및 y 값이 더 작은 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치.
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