광 시야각을 갖는 수평 전계형 액정표시장치 {Wide View Angle In-Plane Switching Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 박막형 광학적 보상층을 갖는 광 시야각을 갖는 수평 전계형 액정표시장치에 관한 것이다. 특히, 노멀리 블랙 모드의 수평 전계형 액정표시장치에서 시야각에서의 빛샘 현상을 줄이기 위한 보상 필름을 박막 형태로 액정패널에 일체화시킨 광 시야각을 갖는 수평 전계형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 액정표시장치를 대표로 하는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직 전계형과 수평 전계형으로 대별된다. 수직 전계형 액정표시장치는 상부 기판 상에 형성된 공통 전극과 하부 기판 상에 형성된 화소 전극이 서로 대향하도록 배치되고, 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정을 구동한다. 수직 전계형 액정표시장치는 개구율이 큰 장점이 있지만, 시야각이 90도 정도로 좁다는 단점이 있다. 수평 전계형 액정표시장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인 플레인 스위칭(In Plane Switching: IPS) 모드로 액정을 구동한다. 수평 전계형 액정표시장치는 수직 전계형 액정표시장치보다 시야각이 넓다고, 빠른 응답 속도를 갖는 장점이 있다. 그러나, 수평 전계형 액정표시장치도 광 시야각 방향에서는 상부 편광판과 하부 편광판의 흡수축이 틀어지는 축 불일치로 인해 빛샘 현상이 발생한다. 이를 개선하기 위해 상부 편광판과 액정표시 패널 사이에 광 시야각 개선을 위한 광학 보상 필름을 첨부한다. 이와 같이 추가적으로 위상차 보상 필름을 부착하는 경우, 편광판의 구조가 복잡해지고 이를 부착하는 공정이 추가되는 등 설계와 제작에서 비용과 어려움이 많이 따른다. 특히, 요즘 부상하고 있는 3D 액정표시장치의 경우 좌/우 영상 분리를 위한 기능성 필름이 추가로 부착된다. 이럴 경우에는 액정표시 패널의 설계 마진 및 제작에서의 재로 수급 등 여러 문제를 야기하기도 한다. 따라서, 단순한 구조를 갖고, 제조 공정이 단순하고, 비용을 절약할 수 있는 광학적 보상 수단을 구비한 광 시야각 수평 전계 액정표시장치를 개발하는 것이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점들을 극복하기 위해 고안된 것으로, 광학적 보상 기능을 하는 수단을 부가적인 추가 필름으로 구성하지 아니하고, 액정표시패널의 구성 요소로 형성한 광 시야각 수평 전계 액정표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 광학적 보상 기능을 하는 수단을 액정표시패널을 구성하는 박막으로 형성하여 구조가 간단하고, 제조 공정이 단순한 광 시야각 수평 전계 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 광 시야각 수평 전계 액정표시장치는, 내측면에 적층된 칼라 필터와 상부 배향막을 포함하는 상부 기판; 상기 상부 기판과 마주보도록 합착된 하부 기판; 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 개재된 액정층; 그리고 상기 상부 기판의 외측면에 도포된 제1 광학 보상층 및 내측면에 도포된 제2 광학 보상층 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 상기 제1 광학 보상층 및 제2 광학 보상층은 포지티브 A 코팅 물질, 포지티브 C 코팅 물질 및 네가티브 C 코팅 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 포지티브 C 코팅 물질은 두께 방향에 따른 위상차 값이 80-150nm이고; 상기 포지티브 A 코팅 물질은 두께 방향에 따른 위상차 값이 100-130nm이며; 상기 네가티브 C 코팅 물질은 두께 방향에 따른 위상차 값이 70-120nm인 것을 특징으로 한다. 상기 제1 광학 보상층 및 제2 광학 보상층은 포지티브 A 코팅 물질, 포지티브 C 코팅 물질 및 네가티브 C 코팅 물질 중 적어도 두 개의 층이 적층된 것을 특징으로 한다. 상기 제1 광학 보상층은, 면 저항값이 10 8 Ω/□(ohm/square) 이하이며; 광 투과율은 95% 이상의 값을 갖는 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제2 광학 보상층은, 광 투과율이 95% 이상의 값을 갖는 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 광학 보상층은 상기 상부 기판의 상기 외측면 전면에 직접 도포되고, 상기 제2 광학 보상층은 상기 칼라 필터와 상기 상부 배향막 사이에 적층된 것을 특징으로 한다. 상기 하부 기판은, 상기 액정층과 접촉하는 하부 배향막; 상기 배향막 아래에 형성되는 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극; 그리고 상기 화소 전극과 대향하여 수평 전계를 형성하는 공통 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 하부 기판의 배면에 보호 접착제로 부착된 하부 편광판과; 상기 하부 편광판의 배면에 배치되는 백 라이트 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 상부 기판의 상부면에 보호 접착제로 부착된 상부 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 상부 편광판의 상부에 부착된 필름형 패턴드 리타더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 광학 보상층을 포함하지 않고 상기 제2 광학 보상층만을 포함하는 경우에 있어서, 상기 제2 광학 보상층은, 폴리머와 요오드 염료 포함하는 박막이며, 광 흡수축은 하부 편광판의 광 흡수축과 직교하는 E-type의 인셀 편광층인 것을 특징으로 한다. 상기 인셀 편광층과 적층된 제3 광학 보상층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제3 광학 보상층은, 포지티브 A 코팅 물질, 포지티브 C 코팅 물질 및 네가티브 C 코팅 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 인셀 편광층은 상기 상부 기판의 내측면에 직접 도포되고; 상기 제3 광학 보상층은 상기 칼라 필터와 상기 상부 배향막 사이에 개재되는 것을 특징으로 한다. 상기 상부 기판의 외측면에 도포된 투명 도전층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 상부 기판의 상부에 부착된 필름형 패턴드 리타더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 수평 전계형 액정표시장치는 액정표시패널의 외측면 혹은 내측면에 박막 형태로 도포된 광학적 보상층을 구비한다. 또한, 기존에 액정표시패널의 외측면에 도포되는 정전기 방지막을 대신하여 전기적 특성과 광학적 특성을 갖는 박막을 형성함으로써 간단한 구조의 광 시야각 문제를 보상할 수 있다. 또 다른 구성으로 기존에 액정표시 패널의 내측면에 도포되는 오버 코트층을 대신하여 오버 코트의 기능과 더불어 광학적 특성을 갖는 박막을 형성함으로써 추가적인 보상 필름을 구비하지 않고도 광 시야각 특성을 갖는 수평 전계형 액정표시장치를 제공할 수 있다. 본 발명에 의한 광 시야각 수평 전계형 액정표시장치는 구조가 간단하여, 제조 비용이 저렴하고, 생산 수율이 높은 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 제4 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제5 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 제6 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 제7 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 제8 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명의 제9 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 제10 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
이하, 첨부한 도면 도 1 내지 10을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기는 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 위에 설치하는 상부 편광판(PU), 아래에 위치하는 하부 편광판(PD)을 포함한다. 하부 편광판(PD)의 하부에는 백 라이트 유닛(BLU)이 설치된다. 상부 편광판(PU)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP) 상면에 부착된다. 하부 편광판(PD)도 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 액정표시패널(LCP)은 상부 기판(SU)과 하부 기판(SD) 사이에 액정층(LC)이 개재된 구성을 갖는다. 액정층(LC)을 구동하기 위해 상부 기판(SU)의 내측면에는 칼라 필터(CF), 블랙 매트릭스(BM), 오버 코트층(OC) 그리고 상부 배향막(AU)이 적층된 구조를 갖는다. 또한, 하부 기판(SD)의 내측면에는 박막 트랜지스터 층(TFT)과 하부 배향막(AD)이 적층된 구조를 갖는다. 특히, 수평 전계 방식의 액정표시장치의 경우에는, 하부 기판(SD)에는 수평 전계를 형성하기 위한 공통 전극과 화소 전극을 더 포함할 수도 있다. 화소 전극은 박막 트랜지스터에 연결되어 구동된다. 상부 편광판(PU)과 하부 편광판(PD)은 광 흡수축이 서로 직교하도록 배치되어, 액정층(LC)이 구동하지 않은 상태에서 블랙(Black) 계조를 나타내는 노멀리 블랙(Normally Black) 모드로 구동한다. 그러나, 액정표시장치의 정면 방향이 아닌 측면 광 시야각 방향에서 보면, 상부 편광판(PU)과 하부 편광판(PD)의 광 흡수축이 정 직교하지 않고 약간 틀어지기 때문에 빛샘이 발생한다. 이를 보완하기 위해 광학적 위상 제1 보상층(100)을 상부 기판(SU)의 외측 전면에 도포한다. 이하, 액정표시패널(LCP)의 최 외부면에 제1 보상층(100)이 도포되는 구조를 온셀(On-Cell) 구조라고도 한다. 제1 광학적 위상 보상층(100)은 포지티브 C 플레이트 (+C), 포지티브 A 플레이트 (+A), 혹은 네가티브 C 플레이트(-C) 복굴절 기능을 갖는 코팅물질들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 단일 코팅 물질만 포함할 수도 있고, 필요에 따라서, 두개 이상의 코팅층이 적층된 구조를 가질 수도 있다. 특히, 포지티브 C 코팅 물질의 경우, 제1 보상층(100)의 두께 방향에 따른 위상차 값(Rth)은 80-150nm인 것이 바람직하다. 포지티브 A 코팅 물질의 경우, 제1 보상층(100)의 두께 방향에 따른 위상차 값(Rth)은 100-130nm인 것이 바람직하다. 네가티브 C 코팅 물질의 경우에는, 제1 보상층(100)의 두께 방향에 따른 위상차 값(Rth)은 70-120nm인 것이 바람직하다. 또한, 제1 보상층(100)은 액정표시패널(LCP)의 외부 면 전체에 도포되는 것으로서, 물리적으로 다음과 같은 기능을 만족하는 것이 바람직하다. 정전기 방지 기능을 더 포함하기 위해, 전도성 고분자 또는 무기 전도성 재료 입자를 혼합하여 면 저항값이 10 8 Ω/□(ohm/square) 이하의 값을 갖는 것이 바람직하다. 광 투과율은 95% 이상인 값을 확보하는 것이 바람직하다. 그리고, 제조 공정 및 사용 중의 가혹 환경에서 견딜 수 있도록 표면 보호를 위해 충분한 표면 경도(Surface Hardness)를 확보하는 것이 바람직하다. 또한, 제조 공정 및 사용 환경에서 노출되는 열 환경에서 제1 보상층(100)의 위상차 값(Rth)이 변성되지 않도록 열 안정성 고분자를 포함하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 위에 설치하는 상부 편광판(PU), 아래에 위치하는 하부 편광판(PD)을 포함한다. 하부 편광판(PD)의 하부에는 백 라이트 유닛(BLU)이 설치된다. 상부 편광판(PU)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP) 상면에 부착된다. 하부 편광판(PD)도 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 액정표시패널(LCP)은 상부 기판(SU)과 하부 기판(SD) 사이에 액정층(LC)이 개재된 구성을 갖는다. 액정층(LC)을 구동하기 위해 상부 기판(SU)의 내측면에는 칼라 필터(CF), 블랙 매트릭스(BM), 그리고 상부 배향막(AU)이 적층된 구조를 갖는다. 또한, 하부 기판(SD)의 내측면에는 박막 트랜지스터 층(TFT)과 하부 배향막(AD)이 적층된 구조를 갖는다. 상부 기판(SU)의 최 외부면에는 정전기를 방지하기 위한 배면 도전층(ITO)이 전면 도포된다. 이하, 액정표시패널(LCP)의 내측에 제2 보상층(200)이 적층되는 구조를 인셀(In-Cell) 구조라고도 한다. 제2 실시 예에서는 제2 광학적 보상층(200)을 액정표시패널(LCP)의 내측에 포함하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로 제2 보상층(200)이 칼라 필터(CF)와 상부 배향막(AU) 사이에 개재될 수 있다. 이 경우, 오버 코트층(OC)을 생략하고, 제2 보상층(200)이 오버 코트층(OC)의 기능을 포함할 수 있다. 이를 위해 제2 보상층(200)은 광 투과율이 95% 이상인 특성을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 제조 공정 및 사용 환경에서 노출되는 열 환경에서 제2 보상층(200)의 위상차 값(Rth)이 변성되지 않도록 열 안정성 고분자를 포함하는 것이 바람직하다. 제2 광학적 위상 보상층(200)은, 제1 실시 예와 마찬가지로, 포지티브 C 플레이트 (+C), 포지티브 A 플레이트 (+A), 혹은 네가티브 C 플레이트(-C) 복굴절 기능을 갖는 코팅물질들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 실시 예에서는 제2 보상층(200)이 상부 기판(SU)을 형성하는 과정에서 수행되는 열 환경하에서 두께 방향에 따른 위상차 값(Rth)에 영향을 받지 않아야 한다. 즉, 제1 실시 예에서 설명한 제2 보상층(200)의 코팅 물질의 위상차 값(Rth)의 변화가 ±5%이내를 만족하도록 열 안정 고분자를 포함하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 제3 실시 예에서는 제1 실시 예와 제2 실시 예의 다양한 조합으로 이루어진 액정표시장치를 설명한다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 의한 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 위에 설치하는 상부 편광판(PU), 아래에 위치하는 하부 편광판(PD)을 포함한다. 하부 편광판(PD)의 하부에는 백 라이트 유닛(BLU)이 설치된다. 상부 편광판(PU)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP) 상면에 부착된다. 하부 편광판(PD)도 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 액정표시패널(LCP)은 상부 기판(SU)과 하부 기판(SD) 사이에 액정층(LC)이 개재된 구성을 갖는다. 액정층(LC)을 구동하기 위해 상부 기판(SU)의 내측면에는 칼라 필터(CF), 블랙 매트릭스(BM), 그리고 상부 배향막(AU)이 적층된 구조를 갖는다. 또한, 하부 기판(SD)의 내측면에는 박막 트랜지스터 층(TFT)과 하부 배향막(AD)이 적층된 구조를 갖는다. 액정표시패널(LCP)의 최 외부면에는 제1 광학적 위상 보상층(100)이 전면 도포된다. 또한, 액정표시패널(LCP)의 상부 기판(SU)의 내측면에 제2 광학적 위상 보상층(200)이 적층된다. 제1 보상층(100)과 제2 보상층(200)은 포지티브 C 플레이트 (+C), 포지티브 A 플레이트 (+A), 혹은 네가티브 C 플레이트(-C) 복굴절 기능을 갖는 코팅물질들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 특히, 제1 보상층(100)은, 제1 실시 예의 경우와 같이, 정전기 방지층인 배면 도전층(ITO)의 기능을 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 제2 보상층(200)은, 제2 실시 예의 경우와 같이, 오버 코트층(OC)의 기능을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 보상층(100)은 전도성 고분자 또는 무기 전도성 재료 입자를 혼합하여 면 저항값이 10 8 Ω/□(ohm/square) 이하이고, 광 투과율은 95% 이상을 갖도록 하는 고분자를 포함한 포지티브 C 코팅물질일 수 있다. 그리고, 표면 경도를 높여주는 고분자, 또는 위상차 값(Rth)이 변성되지 않도록 열 안정성 고분자를 더 포함한 포지티브 C 코팅 물질일 수 있다. 이 경우, 제2 보상층(200)은 광 투과율이 95% 이상인 고분자를 포함하는 포지티브 A 코팅 물질일 수 있다. 그리고, 열 안정성을 갖는 고분자 물질이 더 첨가된 포지티브 A 코팅 물질일 수 있다. 또한, 이와 반대로, 제1 보상층(100)을 포지티브 A 코팅 물질로 그리고 제2 보상층(200)을 포지티브 C 코팅 물질로 형성할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 지금까지의 실시 예들은 상부 편광판(PU)가 액정표시패널(LCP)의 외부에 별도의 편광 필름으로서 보호용 접착제(TA)를 이용하여 부착되는 구조에서 보상 필름을 박막으로 구성하는 경우들을 설명하였다. 그러나, 상부 편광판(PU)도 박막으로 구성하여 액정표시패널(LCP)의 한 구성 요소로 형성할 수 있다. 이 경우, 액정표시장치의 구조가 더욱 간단하며, 제조 공정도 더욱 단순해진다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 의한 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 아래에 위치하는 하부 편광판(PD), 그리고 하부 편광판(PD)의 아래에 배치되는 백 라이트 유닛(BLU)을 포함한다. 하부 편광판(PD)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 액정표시패널(LCP)은 상부 기판(SU)과 하부 기판(SD) 사이에 액정층(LC)이 개재된 구성을 갖는다. 상부 기판(SU)의 내측면에는 칼라 필터(CF)와 블랙 매트릭스(BM)가 형성된다. 그리고, 칼라 필터(CF) 위에는 인셀 편광층(400)이 전면 도포된다. 제4 실시 예에서는 상부 편광판(PD)를 사용하지 않고, 상부 기판(SU) 내층에 폴리머와 요오드 염료를 직접 도포하여 형성한 E-type 편광층으로 인셀 편광층(400)을 형성한다. 인셀 편광층(400)의 광 흡수축은 하부 편광판(PD)의 광 흡수축과 직교하도록 설정하는 것이 바람직하다. 특히, E-type 편광층의 분자를 흡수축의 수직으로 정렬시키고 염료의 농도를 조절하면 광학적 보상층의 기능을 함께 수행하는 인셀 편광층(400)을 구성할 수 있다. 즉, 제2 실시 예와 비교하면 인셀 편광층(400)은 상부 편광판(PD)과 오버 코트층(OC)의 기능을 포함하는 제2 광학적 위상 보상층(200)이 된다. 하부 기판(SD)의 내측면에는 박막 트랜지스터 층(TFT)과 하부 배향막(AD)이 적층된 구조를 갖는다. 상부 기판(SU)의 최 외부면에는 정전기를 방지하기 위한 배면 도전층(ITO)이 전면 도포된다.
도 5는 본 발명의 제5 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 상부 편광판(PU)를 사용하지 않고, 인셀 편광층(400)을 사용하는 경우, 인셀 편광층(400)은 상부 기판(SU)에 직접 형성하는 것이 제조 공정상 유리할 수 있다. 이 경우, 추가적으로 광학적 보상층을 더 구비하는 것이 효율적으로 우수할 수도 있다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 의한 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 아래에 위치하는 하부 편광판(PD), 그리고 하부 편광판(PD)의 아래에 배치되는 백 라이트 유닛(BLU)을 포함한다. 하부 편광판(PD)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 액정표시패널(LCP)은 상부 기판(SU)과 하부 기판(SD) 사이에 액정층(LC)이 개재된 구성을 갖는다. 상부 기판(SU) 바로 위에 인셀 편광층(400)이 형성된다. 그리고, 인셀 편광층(400) 위에는 제1 보상층(100)이 전면 도포된다. 제1 보상층(100) 위에는 칼라 필터(CF)와 블랙 매트릭스(BM)이 형성된다. 칼라 필터(CF) 위에는 제2 보상층(200)이 형성된다. 그리고, 제2 보상층(200) 위에는 상부 배향막(AU)이 형성된다. 하부 기판(SD)의 내측면에는 박막 트랜지스터 층(TFT)과 하부 배향막(AD)이 적층된 구조를 갖는다. 상부 기판(SU)의 최 외부면에는 정전기를 방지하기 위한 배면 도전층(ITO)이 전면 도포된다. 제5 실시 예에서는, 인셀 편광층(400)을 포함하면서, 효과적인 광학적 위상 보상을 위해 보상층들을 더 포함하는 구성을 예로 들었다. 제1 보상층(100)과 제2 보상층(200)의 배열 관계는 도 5에 나타난 것에만 국한 되지 않는다. 필요하다면, 제1 보상층(100)이 삭제되고, 제2 보상층(200)을 다층 구조로 형성할 수도 있다. 즉, 제1 보상층(100)이 제2 보상층(200)과 순차적으로 적층된 구조를 가질 수도 있다. 또한, 제2 보상층(200)을 제1 보상층(100) 다음에 순차적으로 형성한 다층 구조를 가질 수도 있다.
지금까지의 실시 예들은 2차원 영상을 표시하는 일반적인 액정표시장치에서 광학적 보상 필름 및 상부 편광판을 액정표시패널을 구성하는 박막으로 형성한 경우에 대하여 설명하였다. 본 발명의 사상은 필름형 패턴드 리타더(Film Patterned Retarder)를 이용한 3차원 영상을 표시하는 액정표시장치에 적용할 경우 더 많은 장점을 갖는다. 도 6 내지 10은 본 발명의 사상을 필름형 패턴드 리타더를 구비한 액정표시장치에 적용한 도면들이다. 도 6은 제6 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제6 실시 예에 의한 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 위에 설치하는 상부 편광판(PU), 아래에 위치하는 하부 편광판(PD), 그리고 상부 편광판(PU) 위에 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 포함한다. 즉, 제1 실시 예의 경우와 거의 동일하다. 차이가 있다면, 상부 편광판(PU) 위에 부착되는 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 더 포함한다. 하부 편광판(PD)의 하부에는 백 라이트 유닛(BLU)이 설치된다. 상부 편광판(PU)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP) 상면에 부착된다. 하부 편광판(PD)도 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 필름형 패턴드 리타더(FPR) 역시 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 상부 편광판(PU) 상면에 부착된다. 이하, 액정표시패널(LCP)의 구성 및 상세한 설명은 제1 실시 예의 것과 동일하므로 생략한다.
도 7은 본 발명의 제7 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 제7 실시 예는, 제2 실시 예에서 설명한 제2 광학적 보상층(200)을 필름형 패턴드 리타더(FPR)을 구비한 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치에 적용한 경우이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제7 실시 예에 의한 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 위에 설치하는 상부 편광판(PU), 아래에 위치하는 하부 편광판(PD), 그리고 상부 편광판(PU) 위에 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 포함한다. 즉, 제2 실시 예의 경우와 거의 동일하다. 차이가 있다면, 상부 편광판(PU) 위에 부착되는 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 더 포함한다. 하부 편광판(PD)의 하부에는 백 라이트 유닛(BLU)이 설치된다. 상부 편광판(PU)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP) 상면에 부착된다. 하부 편광판(PD)도 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 필름형 패턴드 리타더(FPR) 역시 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 상부 편광판(PU) 상면에 부착된다. 이하, 액정표시패널(LCP)의 구성 및 상세한 설명은 제2 실시 예의 것과 동일하므로 생략한다.
도 8은 본 발명의 제8 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 제8 실시 예는, 제3 실시 예에서 설명한 제1 광학적 보상층(100) 및 제2 광학적 보상층(200)을 필름형 패턴드 리타더(FPR)을 구비한 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치에 적용한 경우이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제8 실시 예에 의한 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 위에 설치하는 상부 편광판(PU), 아래에 위치하는 하부 편광판(PD), 그리고 상부 편광판(PU) 위에 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 포함한다. 즉, 제3 실시 예의 경우와 거의 동일하다. 차이가 있다면, 상부 편광판(PU) 위에 부착되는 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 더 포함한다. 하부 편광판(PD)의 하부에는 백 라이트 유닛(BLU)이 설치된다. 상부 편광판(PU)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP) 상면에 부착된다. 하부 편광판(PD)도 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 이하, 액정표시패널(LCP)의 구성 및 상세한 설명은 제3 실시 예의 것과 동일하므로 생략한다.
도 9는 본 발명의 제9 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 제9 실시 예는, 제4 실시 예에서 설명한 상부 편광판(PU) 대신에 인셀 편광층(400)을 필름형 패턴드 리타더(FPR)을 구비한 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치에 적용한 경우이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 제9 실시 예에 의한 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 아래에 위치하는 하부 편광판(PD), 그리고 하부 편광판(PD)의 아래에 배치되는 백 라이트 유닛(BLU)을 포함한다. 하부 편광판(PD)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 그리고, 액정표시패널(LCP)의 상부면에는 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 포함한다. 즉, 제4 실시 예의 경우와 거의 동일하다. 차이가 있다면, 액정표시패널(LCP)의 최 상부층인 배면 도전층(ITO) 위에 보호용 접착필름(TA)으로 부착되는 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 더 포함한다. 이하, 액정표시패널(LCP)의 구성 및 상세한 설명은 제3 실시 예의 것과 동일하므로 생략한다.
도 10은 본 발명의 제10 실시 예에 의한 광 시야각을 갖는 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 제10 실시 예는, 제5 실시 예에서 설명한 상부 편광판(PU) 대신에 인셀 편광층(400)을 필름형 패턴드 리타더(FPR)을 구비한 3차원 영상용 수평 전계 액정표시장치에 적용한 경우이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 제10 실시 예에 의한 수평 전계 액정표시장치는 액정표시패널(LCP), 액정표시패널(LCP)의 아래에 위치하는 하부 편광판(PD), 그리고 하부 편광판(PD)의 아래에 배치되는 백 라이트 유닛(BLU)을 포함한다. 하부 편광판(PD)은 보호용 접착필름(TA)을 이용해서 액정표시패널(LCP)의 하면과 백 라이트 유닛(BLU)의 사이에 개재된다. 그리고, 액정표시패널(LCP)의 상부면에는 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 포함한다. 즉, 제4 실시 예의 경우와 거의 동일하다. 차이가 있다면, 액정표시패널(LCP)의 최 상부층인 배면 도전층(ITO) 위에 보호용 접착필름(TA)으로 부착되는 필름형 패턴드 리타더(FPR)를 더 포함한다. 이하, 액정표시패널(LCP)의 구성 및 상세한 설명은 제3 실시 예의 것과 동일하므로 생략한다. 지금까지의 실시 예들은 가장 기본적으로 구성할 수 있는 대표적인 실시 예들을 중심으로 설명하였다. 그러나, 다양한 조합이 가능하며, 박막화 할 수 없는 광학적 보상 필름이 필요한 경우에는 액정표시패널의 외부에 추가로 보호용 접착 필름을 이용하여 부착할 수 있다. 예를 들어, 현재 보유 기술로 포지티브 B 플레이트 (+B)는 박막으로 구현하기 어렵다. 따라서, 포지티브 B 플레이트를 위상 보상을 위해 사용해야 하는 경우라면, 액정표시패널 외부에 부착하는 것이 바람직하다. 하지만, 그 외의 다른 광학적 보상 필름은 액정표시패널 내부에 박막으로 구성이 가능하므로, 구조를 간단하게 하고, 제조 비용을 절감하며, 수율을 향상 시킬 수 있다. 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
SU: 상부 기판 CF: 칼라 필터층
BM: 블랙 매트릭스 OC: 오버 코트층
AU: 상부 배향막 LC: 액정층
SD: 하부 기판 TFT: 박막 트랜지스터 층
AD: 하부 배향막 ITO: 배면 도전층(정전기 방지층)
LCP: 액정표시패널 TA: 접착층
PU: 상부 편광판 PD: 하부 편광판
BLU: 백 라이트 유닛 FPR: 필름형 패턴드 리타더
100: 제1 (광학적 위상) 보상층 200: 제2 (광학적 위상) 보상층
400: 인셀 편광층 |
