KR20050014594A - 액정 표시 장치 - Google Patents
액정 표시 장치Info
- Publication number
- KR20050014594A KR20050014594A KR1020030053266A KR20030053266A KR20050014594A KR 20050014594 A KR20050014594 A KR 20050014594A KR 1020030053266 A KR1020030053266 A KR 1020030053266A KR 20030053266 A KR20030053266 A KR 20030053266A KR 20050014594 A KR20050014594 A KR 20050014594A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- retardation film
- liquid crystal
- degrees
- angle
- axis angle
- Prior art date
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 176
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 65
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 16
- 239000010408 film Substances 0.000 description 161
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 51
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 42
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
표시 품질을 향상시키기 위한 광학 조건을 갖는 반사-투과형 액정 표시 장치가 개시된다. 액정층은 단일 셀갭을 갖고서 72±10도의 트위스트 각도를 갖는다. 상부 λ/4 위상차 필름은 140±10nm의 Δnd1을 갖고, 상부 λ/2 위상차 필름은 260±10nm의 Δnd2를 갖는다(여기서, Δn은 굴절률 이방성, d는 해당 위상차 필름의 두께). 상부 λ/2 위상차 필름은 상부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 하여 16±10도의 슬로우 축 각도를 갖고, 상부 λ/4 위상차 필름은 74±10도의 슬로우 축 각도를 갖는다. 이에 따라, 단일 셀갭 모드를 채용하면서 최적화된 광학 조건을 통해 투과율과 콘트라스트 비율을 향상시키고, 상하좌우 시야각을 대칭적으로 구현하여 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 반사-투과형 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 향상시키기 위한 광학 조건을 갖는 반사-투과형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반사형 액정 표시 장치(Reflective type LCD)는 외부로부터 입사되는 자연광을 사용하므로 어두운 장소에서는 광량의 감소에 따라서 표시가 어두워져 디스플레이되는 화상을 제대로 볼 수 없다는 단점이 있다.
또한, 투과형 액정 표시 장치(Transmissive type LCD)는 백라이트 등의 장치로부터 입사되는 인공광을 사용하므로 밝은 장소든, 어두운 장소든 간에 관계없이 디스플레이되는 화상을 인식할 수 있으나, 광원의 분량만큼 전력 소비가 커지고,특히 전지에 의해 동작시키는 휴대용 표시 장치 등에는 적합하지 않은 단점이 있다.
이러한 단점들을 해결하기 위해 상기한 반사형 액정 표시 장치와 투과형 액정 표시 장치를 병용하는 반사-투과형 액정 표시 장치(Trans-Reflective type LCD)가 있다.
도 1a는 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치를 도식적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 상기 도 1a의 VT(전압 대비 투과율) 및 VR(전압 대비 반사율) 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치(10)는 인공광이 입사되는 면에 순차적으로 배치된 하부 편광판(11), 하부 λ/2 위상차 필름(12), 하부 λ/4 위상차 필름(13), 반사부(14), 액정층(15), 컬러 필터(16), 상부 λ/4 위상차 필름(17), 상부 λ/2 위상차 필름(18) 및 상부 편광판(19)을 포함한다. 상기한 위상차 필름들은 선편광을 타원편광 또는 원편광으로 바꾸거나, 타원편광 또는 원편광을 선편광으로 바꾸거나, 혹은 선편광의 편광방향을 바꾸는데 이용된다. 특히, 하부 및 상부 λ/2 위상차 필름(12, 18)은 선편광의 편광방향을 바꾸는 경우에 이용되고, 하부 및 상부 λ/4 위상차 필름(13, 17)은 선편광을 원편광으로 바꾸거나, 원편광을 선편광으로 바꾸는 경우에 이용된다.
투과 모드로 동작시, 백라이트 어셈블리(미도시)로부터 제공되는 인공광을 하부 편광판(11), 하부 λ/2 위상차 필름(12), 하부 λ/4 위상차 필름(13), 액정층(15), 컬러 필터(16), 상부 λ/4 위상차 필름(17), 상부 λ/2 위상차필름(18) 및 상부 편광판(19)을 경유하여 투과시켜 화상을 디스플레이한다.
한편, 반사 모드로 동작시, 상부 편광판(19), 상부 λ/2 위상차 필름(18), 상부 λ/4 위상차 필름(17), 컬러 필터(16) 및 액정층(15)을 경유하여 입사되는 자연광을 반사부(14)를 이용하여 반사시키고, 액정층(15), 컬러 필터(16), 상부 λ/4 위상차 필름(17), 상부 λ/2 위상차 필름(18) 및 상부 편광판(19)을 경유하여 투과시켜 화상을 디스플레이한다.
액정층(15)이 노멀리 화이트 모드(Normally White Mode)로 동작하는 액정 분자로 이루어진다면, 도 1b에 도시한 바와 같이, 저전압이 인가되는 경우에는 화이트 레벨을 유지하다가 고전압이 인가되는 경우에는 블랙 레벨로의 변화를 통해 화면을 디스플레이한다. 물론 투과 모드로 동작하던지 반사 모드로 동작하던지 거의 유사하게 VT 곡선 및 VR 곡선이 일치하는 것을 확인할 수 있다.
하지만, 상기한 반사-투과형 액정 표시 장치는 투과 모드 동작시 이론적으로 투과율이 상기 투과형 액정 표시 장치에 비해 편광 특성이 50% 감소한다. 이러한 현상의 원인은 모든 광학 조건이 반사 영역을 중심으로 설계되어 투과 영역에 대해서는 투과의 블랙 특성을 기본으로 설계되어야 하기 때문이다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 최적화된 광학 조건을 통해 투과율이나 콘트라스트 비율, 시야각 특성을 향상시키기 위한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
도 1a는 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치를 도식적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 상기 도 1a의 VT(전압 대비 투과율) 및 VR(전압 대비 반사율) 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 상기한 도 2에 의한 시야각 특성 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 단일 셀갭 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 블랙 특성에 대응하는 시야각별 투과 특성 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 화이트 특성에 대응하는 시야각별 투과 특성 그래프이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 콘트라스트 비율 특성에대응하는 시야각별 투과 특성 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 어레이 기판 200 : 컬러 필터 기판
300 : 액정층 400 : 상부 광학 필름 어셈블리
410 : 상부 λ/4 위상차 필름 420 : 상부 λ/2 위상차 필름
430 : 상부 편광판 500 : 하부 광학 필름 어셈블리
510 : 하부 λ/4 위상차 필름 520 : 하부 λ/2 위상차 필름
530 : 하부 편광판
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제1 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 72±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및 상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함하고, 상기 상부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 16±10도 이고, 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 74±10도 인 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제2 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 60±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께);및 상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함하고, 상기 상부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 상부 λ/2 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 104±10도이고, 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 169±10도 인 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제3 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 60±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및 상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함하고, 상기 상부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 상부 λ/2 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 107±10도 이고, 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 174±10도 인 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제4 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 60±10도의 트위스트 각도와, 10시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의Δnd1과, 104±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2와, 37±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및 110±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제5 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 72±10도의 트위스트 각도와, 12시±40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1과, 44±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2와, 166±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및 150±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제6 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 60±10도의 트위스트 각도와, 10시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1과, 113±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2와, 48±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및 124±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제7 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 72±10도의 액정 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 145±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께); 상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판; 상기 하부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 106±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름; 및 상기 하부 편광판의 흡수축각도를 중심으로 정방향으로 165±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름을 포함한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제8 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 60±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, d상기 1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께); 상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판; 상기 하부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 104±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름; 및 상기 하부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 38±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름을 포함한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제9 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 60±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및 상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판을 포함하고, 상기 하부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 상부 λ/2 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 11±10도 이고, 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 69±10도 인 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제10 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 72±10도의 트위스트 각도와, 12시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 145±10nm의 Δnd1과, 46±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2와, 105±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및 120±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판을 포함한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제11 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 60±10도의 트위스트 각도와, 10시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1 와, 48±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2와, 162±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및 146±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판을 포함한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 제12 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서, 60±10도의 트위스트 각도와, 10시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널; 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1과, 49±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께); 550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2와, 171±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및 160±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판을 포함한다.
이러한 반사-투과형 액정 표시 장치에 의하면, 단일 셀갭 모드를 채용하면서 최적화된 광학 조건을 통해 투과율과 콘트라스트 비율을 향상시키고, 상하좌우 시야각을 대칭적으로 구현하여 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치의 광학 조건을 설명하기 위한 도면이다. 특히 반사-투과형 액정 표시 장치의 광학 조건을 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해 후술하는 각도들의 기준값은 관찰자 관점에서 3시 방향을 0도로 하고, 시계 방향을 정방향으로 하며, 기준 광이 550nm의 광파장을 갖는 것으로 가정한다. 또한, 하기하는 Δn은 이방성 굴절율을 정의하고, d는 해당 위상차 필름의 두께를 정의하며,
도 2를 참조하면, 어레이 기판(15T)과 컬러 필터 기판(15C)간에 형성된 액정층은 589nm의 광파장 기준으로 0.078ZSM5342의 Δn과, 3.0㎛의 셀갭(d1)과, 72도의 트위스트 각도와, 8도의 시야각을 갖는다. 상부 λ/4 위상차 필름(17)은 컬러 필터 기판(15C) 위에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 140nm의 Δnd2를 갖고, 정방향으로 74도인 슬로우 축(slow axis)을 갖는다. 상기 슬로우 축은 광의 투과 속도를 지연시키는 축을 정의한다. 상부 λ/2 위상차 필름(18)은 상부 λ/4 위상차 필름(17) 위에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 260nm의 Δnd3을 갖고, 정방향으로 166±10도인 슬로우 축을 갖는다. 상부 편광판(19)은 상부 λ/2 위상차 필름(18) 위에 배치되고, 정방향으로 150±10도인 흡수축을 갖는다.
한편, 하부 λ/4 위상차 필름(13)은 어레이 기판(15T)의 배면에 배치되고,550nm의 광파장 기준으로 145nm의 Δnd4를 갖고, 정방향으로 46도인 슬로우 축을 갖는다. 하부 λ/2 위상차 필름(12)은 하부 λ/4 위상차 필름(13)의 배면에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 270nm의 Δnd5를 갖고, 정방향으로 105도인 슬로우 축을 갖는다. 하부 편광판(11)은 하부 λ/2 위상차 필름(12)의 배면에 배치되고, 정방향으로 120도인 흡수축을 갖는다.
도 3a 내지 도 3c는 상기한 도 2에 의한 시야각 특성 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다. 특히 도 3a 내지 도 3c는 액정 패널을 12시 방향부터 6시 방향까지 시야각을 변화시키면서 관찰한 블랙 특성, 화이트 특성, 콘트라스트 비율 특성 각각에 대응하는 시야각별 투과 특성 그래프이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 액정 패널을 관찰할 때 정면에서부터 6시 방향까지는 블랙 특성이 관찰되나, 정면에서부터 12시 방향까지는 정상적인 블랙 특성이 관찰되지 않고 있으며, 특히 60 내지 80도 근방에서는 17.5[Cd/㎥]의 휘도로서 오히려 화이트 특성이 관찰되는 것을 확인할 수 있다. 한편, 도 3b에 도시한 바와 같이, 액정 패널을 관찰할 때 정면근방(-20 내지 20도)에서는 정상적으로 화이트 특성이 관찰된다.
하지만, 도 3c에 도시한 바와 같이, 콘트라스트 비율 특성은 정면에서 하측 방향으로 쉬프트됨을 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 상측 및 하측 콘트라스트 특성이 상이함을 확인할 수 있다.
이처럼, 일반적인 반사-투과형 단일 셀갭 액정 표시 장치에서는 투과율이 낮고, 상하좌우 시야각이나 콘트라스트 비율 특성이 비대칭하므로 표시 특성이 저하되는 단점이 있다.
도 4는 본 발명에 따른 단일 셀갭 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 특히, 탑 ITO 방식의 단일 셀갭 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 단일 셀갭 반사-투과형 액정 표시 장치는 어레이 기판(100)과, 컬러 필터 기판(200)과, 어레이 기판(100) 및 컬러 필터 기판(200)간에 형성된 액정층(300)과, 컬러 필터 기판(200) 위에 형성된 상부 광학 필름 어셈블리(400)와, 어레이 기판(100) 아래에 형성된 하부 광학 필름 어셈블리(500)를 포함한다.
어레이 기판(100)은 투명 기판(105) 위에 형성된 게이트 전극(110), 게이트 전극(110) 및 투명 기판(105) 위에 형성된 게이트 절연막(112), 반도체층(114), 오믹 콘택층(116), 소오스 전극(120) 및 드레인 전극(130)을 포함하는 스위칭 소자(TFT)와, 스위칭 소자(TFT)를 덮고, 상기 스위칭 소자(TFT)를 덮으면서 드레인 전극(130)의 일부를 노출시키는 패시베이션층(140), 패시베이션층(140) 위에 형성되면서 드레인 전극(130)의 일부를 노출시키면서 후박하게 형성된 유기절연층(144)을 포함한다. 여기서, 유기절연층(144)의 표면에는 반사 효율을 높이기 위해 다수의 그루브와 돌출부를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 어레이 기판(100)은 유기절연층(144) 위에 일부 영역이 개구되어 제1 콘택홀(141)을 통해 드레인 전극(130)에 연결되는 화소 전극(150)과, 상기 스위칭 소자(TFT) 전체를 커버하면서 형성된 층간절연막(152)과, 층간절연막(152) 위에 형성된 반사판(160)을 포함하고, 반사판(160)이 형성된 영역을 반사 영역으로 정의하고, 반사판(160)이 미형성된 영역을 투과창(145)으로 정의한다.
화소 전극(150)은 광을 투과시키는 일종의 투과 전극으로서, 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석산화물(Tin Oxide : TO) 또는 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)이 이용된다. 도시하지는 않았지만, 화소 전극(150)을 형성하기 이전에 상기 스위칭 소자(TFT)로부터 일정 거리 이격되는 영역에 별도의 캐패시터 배선을 형성시켜 상기 캐패시터 배선과 화소 전극을 스토리지 캐패시터(Cst)로 정의한다.
반사판(160)은 층간 절연막(152)의 상부 영역중 상기 반사 영역에 대응하는 영역에 형성된다. 도면상에서는 반사판(160)과 화소 전극(150)이 층간 절연막(152)에 의해 이격되어 전기적으로 절연되는 것을 도시하였으나, 층간 절연막(152)의 일부(반사 영역)를 제거하여 반사판(160)과 화소 전극(150)을 연결시킬 수도 있을 것이다.
컬러 필터 기판(200)은 투명 기판(205) 위에 R, G, B 각각의 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스층(미도시)과, 상기 블랙 매트릭스층에 의해 정의되는 영역에 형성된 색화소층(210)과, 상기 블랙 매트릭스층과 색화소층(210)을 보호하기 위해 도포된 표면 보호층(미도시)을 포함한다. 물론, 상기한 블랙 매트릭스층을 형성하지 않고도 인접하는 색화소층(210)을 서로 오버랩시키는 방식을 통해 블랙 매트릭스 기능을 부여할 수도 있다. 또한, 상기 표면 보호층 상부, 즉 액정층(300)에 근접하는 면에 미도시한 공통 전극층을 더 형성할 수도 있다.
한편, 액정층(300)은 어레이 기판(100)과 컬러 필터 기판(200)간에 형성되어, 어레이 기판(100)의 화소 전극(150)에 인가되는 전원과 컬러 필터 기판(200)의 공통 전극층(미도시)에 인가되는 전원에 응답하여 컬러 필터 기판(200)을 경유하는 자연광을 투과시키거나, 투과창(145)을 경유하는 인공광을 투과시킨다.
또한, 액정층(300)에 구비되는 액정은 호모지니우스(또는 수평) 배향하여 액정 분자의 트위스트 각(twist angle)을 0도로 설계한다.
상기 트위스트 각을 0도로 설계하기 위해서는 어레이 기판(100)에 구비되는 배향막(미도시)을 관찰자 관점에서 제1 방향인 우측 방향으로 러빙 처리하고, 컬러 필터 기판(200)에 구비되는 배향막(미도시)을 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향, 즉 좌측 방향으로 러빙 처리하거나, 그 역도 가능하다.
이상에서는 어레이 기판(100)에 화소 전극(150)을, 컬러 필터 기판(200)에 공통 전극층(미도시)을 형성하여 액정층(300) 양단간에 전원을 인가하는 방식을 설명하였으나, 컬러 필터 기판(200)에 공통 전극층을 형성하지 않는 경우, 예를들어, IPS(In-Plane Switching) 모드나 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같이 CE(Coplanar Electrode) 모드를 채용하는 액정 표시 장치에도 동일하게 채용할 수 있다.
이상에서는 하나의 단위 픽셀내에 반사판과 투과창을 갖는 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하였으나, 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극과 연결된 화소 전극과, 상기 화소 전극 위에 형성되어 상기 자연광을 반사하는 반사판을 구비하는 어레이 기판을 갖는 반사형 액정 표시 장치에도 적용시킬 수 있다.
또한, 화소 전극이 유기절연층 위에 후박하게 형성된 탑 ITO 방식의 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하였으나, 상기 유기절연층 하부에 형성되는 바텀 ITO 방식의 반사-투과형 액정 표시 장치에도 적용시킬 수 있다.
한편, 상부 광학 필름 어셈블리(400)는 컬러 필터 기판(200) 위에 순차적으로 형성된 상부 λ/4 위상차 필름(410), 상부 λ/2 위상차 필름(420) 및 상부 편광판(430)을 포함하고, 하부 광학 필름 어셈블리(500)는 어레이 기판(100) 아래에 순차적으로 형성된 하부 λ/4 위상차 필름(510), 하부 λ/2 위상차 필름(520) 및 하부 편광판(530)을 포함한다.
그러면, 첨부하는 도면들을 참조하여 광학 필름 어셈블리를 갖는 액정 표시 장치의 바람직한 실시예들을 설명한다. 설명의 편의를 위해 후술하는 각도들의 기준값은 관찰자 관점에서 3시 방향을 0도로 하고, 시계 방향을 정방향으로 하며, 기준 광이 550nm의 광파장을 갖는 것으로 가정한다. 또한, 하기하는 Δn은 이방성 굴절율을 정의하고, d는 해당 위상차 필름의 두께를 정의하며, 슬로우 축은 광의 투과 속도를 지연시키는 축을 정의한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 어레이 기판(100)과 컬러 필터 기판(200)간에 형성된 액정층은 589nm의 광파장 기준으로 0.078ZSM5342의 Δn과, 3.0㎛의 셀갭(d1)과, 72도의 트위스트 각도와, 12도의 시야각을 갖는다. 여기서, Δn은 굴절율 이방성이다.
상부 λ/4 위상차 필름(412)은 컬러 필터 기판(200) 위에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd2를 갖고, 정방향으로 44±10도인 슬로우축(slow axis)을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d2는 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께이다.
상부 λ/2 위상차 필름(422)은 상부 λ/4 위상차 필름(412) 위에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd3을 갖고, 정방향으로 166±10도인 슬로우 축을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d3은 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께이다.
상부 편광판(432)은 상부 λ/2 위상차 필름(422) 위에 배치되고, 정방향으로 150±10도인 흡수축을 갖는다.
한편, 하부 λ/4 위상차 필름(512)은 어레이 기판(100)의 배면에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 145±10nm의 Δnd4를 갖고, 정방향으로 46±10도인 슬로우 축을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d4는 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께이다.
하부 λ/2 위상차 필름(522)은 하부 λ/4 위상차 필름(512)의 배면에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd5를 갖고, 정방향으로 105±10도인 슬로우 축을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d5는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께이다.
하부 편광판(532)은 하부 λ/2 위상차 필름(522)의 배면에 배치되고, 정방향으로 120±10도인 흡수축을 갖는다.
상기한 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 조건에 의하면, 투과율이 0.2373이고, 투과 콘트라스트 비율이 911이다. 상기한 도 2에서 설명한 비교예와 비교할때, 투과율은 대략 20% 상승함을 확인할 수 있고, 투과 콘트라스트 비율은 거의 유사함을 확인할 수 있다.
한편, 본 출원인에 의해 측정된 제1 실시예에 따른 광특성 측정 결과에 의하면, 상기 비교예와 제1 실시예의 반사율은 8%로서 동일하고, 상기 비교예와 제1 실시예의 반사 콘트라스트 비율은 30으로서 동일하며, 상기 비교예와 제1 실시예의 적분구 반사율은 5%로서 동일하고, 상기 비교예와 제1 실시예의 적분구 반사 콘트라스트 비율은 10으로서 동일하다.
하지만, 상기 비교예의 정면 휘도는 55[Cd/㎡]인 반면, 상기 제1 실시예의 정면 휘도는 69[Cd/㎡]이므로 대략 25% 향상되는 것을 확인할 수 있고, 상기 비교예의 정면 콘트라스트 비율은 80인 반면, 상기 제1 실시예의 정면 콘트라스트 비율은 110이므로 대략 12% 향상되는 것을 확인할 수 있으며, 상기 비교예의 상, 하, 좌 및 우측 시야각은 각각 21, 36, 22 및 38도인 반면, 상기 제1 실시예의 상, 하, 좌 및 우측 시야각은 28, 28, 52 및 22도이므로 4 방향 모두에 대한 시야각은 월등함을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 어레이 기판(100)과 컬러 필터 기판(200)간에 형성된 액정층은 589nm의 광파장 기준으로 0.078ZSM5342의 Δn과, 3.0㎛의 셀갭(d1)과, 60도의 트위스트 각도와, 10도의 시야각을 갖는다. 여기서, Δn은 굴절율 이방성이다.
상부 λ/4 위상차 필름(414)은 컬러 필터 기판(200) 위에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd2를 갖고, 정방향으로 113±10도인 슬로우축(slow axis)을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d2는 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께이다.
상부 λ/2 위상차 필름(424)은 상부 λ/4 위상차 필름(414) 위에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd3을 갖고, 정방향으로 48±10도인 슬로우 축을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d3은 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께이다.
상부 편광판(434)은 상부 λ/2 위상차 필름(424) 위에 배치되고, 정방향으로 124±10도인 흡수축을 갖는다.
한편, 하부 λ/4 위상차 필름(514)은 어레이 기판(100)의 배면에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 130±10nm의 Δnd4를 갖고, 정방향으로 48±10도인 슬로우 축을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d4는 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께이다.
하부 λ/2 위상차 필름(524)은 하부 λ/4 위상차 필름(514)의 배면에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd5를 갖고, 정방향으로 162±10도인 슬로우 축을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d5는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께이다.
하부 편광판(534)은 하부 λ/2 위상차 필름(524)의 배면에 배치되고, 정방향으로 146±10도인 흡수축을 갖는다.
상기한 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 조건에 의하면, 투과율이 0.2838이고, 투과 콘트라스트 비율이 2247이다. 상기한 도 2에서 설명한 비교예와 비교할때, 투과율은 대략 250% 상승함을 확인할 수 있고, 투과 콘트라스트 비율은 거의 유사함을 확인할 수 있다.
한편, 본 출원인에 의해 측정된 제2 실시예에 따른 광특성 측정 결과에 의하면, 상기 비교예와 제2 실시예의 반사율은 8%로서 동일하고, 상기 비교예와 제2 실시예의 반사 콘트라스트 비율은 30으로서 동일하며, 상기 비교예와 제2 실시예의 적분구 반사율은 5%로서 동일하고, 상기 비교예와 제2 실시예의 적분구 반사 콘트라스트 비율은 10으로서 동일하다.
하지만, 상기 비교예의 정면 휘도는 55[Cd/㎡]인 반면, 상기 제2 실시예의 정면 휘도는 85[Cd/㎡]이므로 대략 54% 향상되는 것을 확인할 수 있고, 상기 비교예의 정면 콘트라스트 비율은 80인 반면, 상기 제2 실시예의 정면 콘트라스트 비율은 150이므로 대략 180% 향상되는 것을 확인할 수 있으며, 상기 비교예의 상, 하, 좌 및 우측 시야각은 각각 21, 36, 22 및 38도인 반면, 상기 제2 실시예의 상, 하, 좌 및 우측 시야각은 44, 42, 36 및 40도이므로 4 방향 모두에 대한 시야각은 월등함을 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 어레이 기판(100)과 컬러 필터 기판(200)간에 형성된 액정층은 589nm의 광파장 기준으로 0.078ZSM5342의 Δn과, 3.0㎛의 셀갭(d1)과, 60도의 트위스트 각도와, 10도의 시야각을 갖는다. 여기서, Δn은 굴절율 이방성이다.
상부 λ/4 위상차 필름(416)은 컬러 필터 기판(200) 위에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd2를 갖고, 정방향으로 104±10도인 슬로우축(slow axis)을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d2는 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께이다.
상부 λ/2 위상차 필름(426)은 상부 λ/4 위상차 필름(416) 위에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd3을 갖고, 정방향으로 37±10도인 슬로우 축을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d3은 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께이다.
상부 편광판(436)은 상부 λ/2 위상차 필름(426) 위에 배치되고, 정방향으로 110±10도인 흡수축을 갖는다.
한편, 하부 λ/4 위상차 필름(516)은 어레이 기판(100)의 배면에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 130±10nm의 Δnd4를 갖고, 정방향으로 49±10도인 슬로우 축을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d4는 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께이다.
하부 λ/2 위상차 필름(526)은 하부 λ/4 위상차 필름(516)의 배면에 배치되고, 550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd5를 갖고, 정방향으로 171±10도인 슬로우 축을 갖는다. 여기서, 상기 Δn은 굴절율 이방성이고, 상기 d5는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께이다.
하부 편광판(536)은 하부 λ/2 위상차 필름(526)의 배면에 배치되고, 정방향으로 160±10도인 흡수축을 갖는다.
상기한 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 조건에 의하면, 투과율이 0.2658이고, 투과 콘트라스트 비율이 4158이다. 상기한 도 2에서 설명한 비교예와 비교할때, 투과율은 대략 35% 상승함을 확인할 수 있고, 투과 콘트라스트 비율은 대략 460% 상승함을 확인할 수 있다.
한편, 본 출원인에 의해 측정된 제1 실시예에 따른 광특성 측정 결과에 의하면, 상기 비교예와 제3 실시예의 반사율은 8%로서 동일하고, 상기 비교예와 제3 실시예의 반사 콘트라스트 비율은 30으로서 동일하며, 상기 비교예와 제3 실시예의 적분구 반사율은 5%로서 동일하고, 상기 비교예와 제3 실시예의 적분구 반사 콘트라스트 비율은 10으로서 동일하다.
하지만, 상기 비교예의 정면 휘도는 55[Cd/㎡]인 반면, 상기 제3 실시예의 정면 휘도는 77[Cd/㎡]이므로 대략 40% 향상되는 것을 확인할 수 있고, 상기 비교예의 정면 콘트라스트 비율은 80인 반면, 상기 제3 실시예의 정면 콘트라스트 비율은 190이므로 대략 230% 향상되는 것을 확인할 수 있으며, 상기 비교예의 상, 하, 좌 및 우측 시야각은 각각 21, 36, 22 및 38도인 반면, 상기 제3 실시예의 상, 하, 좌 및 우측 시야각은 44, 42, 36 및 40도이므로 4 방향 모두에 대한 시야각은 월등함을 확인할 수 있다.
그러면, 첨부하는 도면들을 참조하여 최적화된 광학 조건을 갖는 단일 셀갭 액정 표시 장치의 투과 시야각 측정 시뮬레이션 결과를 설명한다.
도 8a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 블랙 특성에 대응하는 시야각별 투과 특성 그래프이고, 도 8b는 상기한 도 8a의 그래프를 세로 방향(6시에서 12시 방향으로)으로 절단하여 관찰한 시야각별 휘도 특성을 도시한 그래프이다.
도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 액정 패널을 관찰할 때 12시 근방을 정중앙으로부터 60 내지 80도 근방의 영역, 6시 근방을 정중앙으로부터 80도 근방의 영역에서만 고휘도 특성이 관찰될 뿐 거의 나머지 영역에서는 저휘도 특성이 관찰되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 액정 패널의 정중앙 근방에서의 휘도는 0.5[Cd/㎥]으로 블랙 레벨에 근접하는 저휘도 특성이 관찰되는 것을 확인할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 화이트 특성에 대응하는 시야각별 투과 특성 그래프이고, 도 9b는 상기한 도 9a의 그래프를 세로 방향(6시에서 12시 방향으로)으로 절단하여 관찰한 시야각별 휘도 특성을 도시한 그래프이다.
도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이, 액정 패널을 관찰할 때 정중앙으로부터 30도 근방의 영역까지 전방향에 대해 고르게 고휘도 특성이 관찰되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 액정 패널의 정중앙 근방에서의 휘도는 11[Cd/㎥]으로 화이트 레벨에 근접하는 고휘도 특성이 관찰되는 것을 확인할 수 있다.
도 10a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 콘트라스트 비율 특성에 대응하는 시야각별 투과 특성 그래프이고, 도 10b는 상기한 도 10a의 그래프를 세로 방향(6시에서 12시 방향으로)으로 절단하여 관찰한 시야각별 휘도 특성을 도시한 그래프이다.
도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 액정 패널의 정중앙 근방에서 콘트라스트 비율이 집중되는 것을 확인할 수 있다. 통상적으로 액정 패널을 관찰하는 관찰자의 시야각이 정중앙 근방에 집중되는 점을 감안하면 본 발명에 따른 광학 조건은 최적화된 것임을 확인할 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 제품의 투과율 향상, 콘트라스트 비율 향상과 함께 시야각 측면에서 상하좌우 방향에 대해 콘트라스트 비율 분포가 균형있게 배열된 반사-투과형 액정 표시 장치, 특히 단일 셀갭 반사-투과형 액정 표시 장치의 광학 조건을 확보하였다.
또한, 액정 패널에 본 발명에 따른 각종 광학 조건을 적용한 후 광특성 측정결과 투과율은 기존 대비 40~50% 정도 향상되며 정면 콘트라스트 비율은 200% 정도 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 시야각 측면에서도 기존의 반사 모드나 투과 모드가 모두 좌우상하 비대칭 구조인 반면, 본 발명에 따른 조건은 좌우상하 대칭적으로 분포하며 컬러 특성 측면에서도 양호한 수준임을 확인할 수 있다.
Claims (12)
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,72±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함하고,상기 상부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 16±10도 이고, 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 74±10도 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,60±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 위에배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함하고,상기 상부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 상부 λ/2 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 104±10도이고, 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 169±10도 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,60±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함하고,상기 상부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 상부 λ/2 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 107±10도 이고, 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 174±10도 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,60±10도의 트위스트 각도와, 10시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1과, 104±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2와, 37±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및110±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,72±10도의 트위스트 각도와, 12시±40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1과, 44±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2와, 166±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및150±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,60±10도의 트위스트 각도와, 10시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1과, 113±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 260±10nm의 Δnd2와, 48±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 상부 λ/2 위상차 필름의 두께);및124±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 상부 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,72±10도의 액정 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 145±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께);상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판;상기 하부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 106±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름; 및상기 하부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 165±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름을 포함하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,60±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, d상기 1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께);상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판;상기 하부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 104±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 위에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름; 및상기 하부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 38±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 상부 λ/2 위상차 필름을 포함하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,60±10도의 트위스트 각도를 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1을 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판을 포함하고,상기 하부 편광판의 흡수축 각도를 중심으로 정방향으로 상부 λ/2 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 11±10도 이고, 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축 각도가 69±10도 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,72±10도의 트위스트 각도와, 12시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 145±10nm의 Δnd1과, 46±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2와, 105±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께);및120±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,60±10도의 트위스트 각도와, 10시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1 와, 48±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2와, 162±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및146±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
- 관찰자 관점에서 3시 방향을 기준 각도로, 시계 방향을 정방향으로 정의하는 액정 표시 장치에서,60±10도의 트위스트 각도와, 10시 ± 40도의 시야각을 갖는 액정층을 구비하는 액정 패널;550nm의 광파장 기준으로 140±10nm의 Δnd1과, 49±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 액정 패널 아래에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d1은 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 두께);550nm의 광파장 기준으로 270±10nm의 Δnd2와, 171±10도의 슬로우 축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 하부 λ/2 위상차 필름(여기서, 상기 Δn은 굴절률 이방성, 상기 d2는 상기 하부 λ/2 위상차 필름의 두께); 및160±10도의 흡수축 각도를 갖고서, 상기 하부 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 하부 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030053266A KR100975805B1 (ko) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | 액정 표시 장치 |
| TW093123023A TW200512493A (en) | 2003-07-31 | 2004-07-30 | Optical sheet assembly and liquid crystal display apparatus having the same |
| US10/903,432 US7202925B2 (en) | 2003-07-31 | 2004-07-30 | Optical sheet assembly and liquid crystal display apparatus having the same |
| CNA2004100905185A CN1601349A (zh) | 2003-07-31 | 2004-08-02 | 光学片组件和具有光学片组件的液晶显示装置 |
| JP2004226101A JP2005055902A (ja) | 2003-07-31 | 2004-08-02 | 光学フィルムアセンブリと、これを有する液晶表示装置。 |
| US11/680,698 US7292297B2 (en) | 2003-07-31 | 2007-03-01 | Optical sheet assembly with specific ranges of angles |
| US11/859,167 US7417700B2 (en) | 2003-07-31 | 2007-09-21 | Optical sheet assembly and liquid crystal display apparatus having the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030053266A KR100975805B1 (ko) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | 액정 표시 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050014594A true KR20050014594A (ko) | 2005-02-07 |
| KR100975805B1 KR100975805B1 (ko) | 2010-08-13 |
Family
ID=37225703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020030053266A KR100975805B1 (ko) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | 액정 표시 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100975805B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7502085B2 (en) | 2005-04-26 | 2009-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display device having functional transparent plate in prismatic structure on retarder provided on polarizer above display panel assembly |
| US11630330B2 (en) | 2018-09-04 | 2023-04-18 | Lg Chem, Ltd. | Transmittance-variable device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3292809B2 (ja) * | 1996-09-25 | 2002-06-17 | 松下電器産業株式会社 | カラー液晶表示素子 |
| US6580484B2 (en) * | 1997-05-09 | 2003-06-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Laminated phase plate and liquid crystal display comprising the laminated phase plate |
| KR100697259B1 (ko) * | 1999-05-28 | 2007-03-19 | 삼성전자주식회사 | 반사형 티에프티 엘시디 |
| KR20010090961A (ko) * | 2000-04-08 | 2001-10-22 | 구본준, 론 위라하디락사 | 반사투과형 액정표시장치 |
-
2003
- 2003-07-31 KR KR1020030053266A patent/KR100975805B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7502085B2 (en) | 2005-04-26 | 2009-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display device having functional transparent plate in prismatic structure on retarder provided on polarizer above display panel assembly |
| US11630330B2 (en) | 2018-09-04 | 2023-04-18 | Lg Chem, Ltd. | Transmittance-variable device |
| US12092907B2 (en) | 2018-09-04 | 2024-09-17 | Lg Chem, Ltd. | Transmittance-variable device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100975805B1 (ko) | 2010-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7292297B2 (en) | Optical sheet assembly with specific ranges of angles | |
| US8094265B2 (en) | Liquid crystal display | |
| KR101222421B1 (ko) | 액정 표시 장치 | |
| KR20060089132A (ko) | 액정 표시 장치 및 전자 기기 | |
| KR20040051578A (ko) | 액정표시소자의 제조방법 | |
| KR20110083141A (ko) | 액정표시장치 | |
| JP2005292709A (ja) | 液晶表示素子 | |
| KR101293564B1 (ko) | 액정표시장치 | |
| JP2005182011A (ja) | 液晶表示装置とそれに用いる光学フィルムアセンブリー | |
| KR100663074B1 (ko) | 위상차층을 포함하는 반사투과형 액정표시장치 | |
| US7369194B2 (en) | Fringe field switching liquid crystal display | |
| KR100975805B1 (ko) | 액정 표시 장치 | |
| KR100327444B1 (ko) | 투과 및 반사형 겸용 액정표시장치 | |
| KR101001957B1 (ko) | 광학 필름 어셈블리와, 이를 갖는 액정 표시 장치 | |
| US12204193B1 (en) | Liquid crystal display device | |
| KR100540884B1 (ko) | 반투과형 액정표시장치 | |
| JP6878265B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| KR100446375B1 (ko) | 프린지 필드 스위칭 모드를 이용한 반투과형 액정표시장치 | |
| JP6882225B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| KR100734233B1 (ko) | 컬러 액정표시장치 | |
| KR20050014249A (ko) | 액정 표시 장치 | |
| JP2004029201A (ja) | 液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法、電子機器 | |
| KR102224092B1 (ko) | 반사투과형 액정표시장치 | |
| JP2024074483A (ja) | 液晶表示装置 | |
| KR20040071522A (ko) | 반사-투과형 액정 표시 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20030731 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20080602 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20030731 Comment text: Patent Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20100120 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20100715 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20100809 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20100809 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130731 Year of fee payment: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20130731 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
| PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20170705 |