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KR101197162B1 - 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치 - Google Patents

면상 스위칭 모드 액정 표시 장치 Download PDF

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KR101197162B1
KR101197162B1 KR1020080083830A KR20080083830A KR101197162B1 KR 101197162 B1 KR101197162 B1 KR 101197162B1 KR 1020080083830 A KR1020080083830 A KR 1020080083830A KR 20080083830 A KR20080083830 A KR 20080083830A KR 101197162 B1 KR101197162 B1 KR 101197162B1
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South Korea
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liquid crystal
film
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plane
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최정민
이민희
조새한
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 면상 스위칭(in-plane switching, IPS) 모드 액정 표시 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치는 1) 제1 편광판, 2) 액정 셀, 3) 양의 이축성 아크릴계 필름 및 네가티브(negative) C 플레이트를 포함하는 위상차 필름, 및 4) 제2 편광판을 포함하고, 상기 3) 위상차 필름의 광축 방향과 위상차 값을 조절함으로써, IPS 모드의 액정 표시 장치의 정면과 경사각에서 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있다.
위상차 필름, 아크릴계, 네가티브 C 플레이트, 액정 표시 장치

Description

면상 스위칭 모드 액정 표시 장치{IN-PLANE SWICHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 면상 스위칭(in-plane switching, IPS) 모드 액정 표시 장치에 관한 것이다.
근래 광학 기술의 발전을 발판으로 종래의 브라운관을 대체하는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP), 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD) 등 여러 가지의 방식을 이용한 디스플레이 기술이 제안, 시판되고 있으며, 이러한 디스플레이를 위한 폴리머 소재는 그 요구 특성이 한층 더 고도화되고 있다. 예를 들면, 액정 디스플레이의 경우 박막화, 경량화, 화면 면적의 대형화가 추진되면서 광시야각화, 고콘트라스트화, 시야각에 따른 화상 색조 변화의 억제 및 화면 표시의 균일화가 특히 중요한 문제가 되었다.
이에 따라 편광 필름, 위상차 필름, 플라스틱 기판, 도광판 등에 여러 가지의 폴리머 필름이 사용되고 있다.
근래에는 트위스티드 네메틱(twisted nematic, TN), 슈퍼 트위스티드 네메틱(super twisted nematic, STN), VA(vertical alignment), IPS(in-plane switching) 액정 셀 등을 이용한 다양한 모드의 액정 표시 장치가 개발되고 있다. 이들 액정 셀은 모두 고유한 액정 배열을 하고 있어, 고유한 광학 이방성을 갖고 있으며, 이러한 광학 이방성을 보상하기 위하여 다양한 종류의 폴리머를 연장하여 위상차 기능을 부여한 필름이 제안되어 왔다.
이러한 위상차 필름은 다양한 폴리머 필름을 제조한 후, 세로 1축 연신, 단계 2축 연신, 동시 2축 연신 등의 방법을 통해 제조되고 있다. 연신 공정을 통해 제조된 위상차 필름은 양의 면 내 위상차 값과 음의 두께 방향 위상차 값을 가지며, 이들 필름은 액정 모드 중 VA(Vertical Alignment) 모드에 적용이 가능하다.
특히, 액정 모드 중 IPS(In-Plane Switching) 모드에는 양의 면 내 위상차 값과 양의 두께 방향 위상차 값을 가지는 위상차 필름이 요구되나, 대부분의 폴리머 필름은 연신시 연신 방향으로 분자들이 배열되며, 양의 면 내 위상차 값과 음의 두께 방향 위상차 값을 가지게 된다.
일반적으로 IPS 모드용 보상 필름은 COP(cyclic olefin polymer)를 일축 연신한 다음, +C 플레이트인 네마틱(nematic) 액정을 코팅하여 시야각 보상을 한다. 그러나, 이러한 경우에는 액정의 복굴절이 매우 높아 액정의 배향과 코팅 두께가 조금만 변해도 전체 보상 필름의 위상차가 크게 변해, 박막인 경우 위상차 조절이 어려운 문제점이 있다. 또한, 비싼 액정 단가로 인해 결국 제조원가가 올라가서 일반 상용화되긴 어려운 단점이 있다.
본 발명의 목적은 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치의 시야각 특성을 개선하기 위해, 면 방향 위상차 값 및 두께 방향 위상차 값을 적절하게 조절할 수 있는 위상차 필름을 포함하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
이에 본 발명은,
1) 제1 편광판, 2) 액정 셀, 3) 양의 이축성 아크릴계 필름 및 네가티브(negative) C 플레이트를 포함하는 위상차 필름, 및 4) 제2 편광판을 포함하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치로서,
상기 제1 편광판의 흡수축과 제2 편광판의 흡수축과 수직이고, 상기 액정 셀 내 액정의 광축은 제1 편광판의 흡수축과 평행하며, 상기 양의 이축성 아크릴계 필름의 광축은 상기 제2 편광판의 흡수축과 평행한 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명은 위상차 필름으로서 양의 이축성 아크릴계 필름과 네가티브 C 플레이트를 이용하고, 이들 필름의 광축 방향과 위상차 값을 조절함으로써, IPS(in-plane switching) 모드의 액정 표시 장치의 정면과 경사각에서 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 액정 표시 장치의 선명한 화질을 구현할 수 있다.
이하 본 발명에 대해서 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치는 1) 제1 편광판, 2) 액정 셀, 3) 양의 이축성 아크릴계 필름 및 네가티브(negative) C 플레이트를 포함하는 위상차 필름, 및 4) 제2 편광판을 포함하고, 상기 제1 편광판의 흡수축과 제2 편광판의 흡수축은 수직이며, 상기 액정 셀 내 액정의 광축은 제1 편광판의 흡수축과 평행하고, 상기 양의 이축성 아크릴계 필름의 광축은 상기 제2 편광판의 흡수축과 평행한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치에 있어서, 상기 3)의 양의 이축성 아크릴계 필름은 아크릴계 고분자를 이용하여 용융 압출법 또는 용액 캐스팅법으로 필름을 제조한 후, TD(transverse direction) 연신 공정을 수행하여 제조될 수 있다.
상기 3)의 양의 이축성 아크릴계 필름 제조시 수행되는 연신 공정은 세로 1축 연신 후 TD 연신을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, TD 연신만을 수행할 수도 있다. 상기 TD 연신은 연신 공정시 양쪽 필름의 폭을 그립으로 잡고 연신되므로, 이축성 연신 특성을 나타낼 수 있고, 이에 따라 이축성 연신 필름을 제조할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 TD 연신 공정은 연신 구간에서 클립에 의해 필름의 폭을 늘리는 연장이며, 이는 예열 단계, 연신 단계 및 열처리 단계를 각각 수행할 수 있고, 이들을 연속하여 수행할 수 있다. 연신 단계에서는 아크릴계 무연신 필름의 유리 전이 온도(Tg)를 고려하여, (Tg - 10℃) ~ (Tg + 10℃)의 온도범위에서, 필름의 진행 방향의 역방향, 즉 TD 연신 공정을 수행할 수 있다. 상기 연신 공정에서의 연신 온도는 이용하는 수지의 종류에 따라서 다르지만, 보통 80 ~ 250℃, 바람직한 것은 100 ~ 200℃, 더욱 바람직한 것은 110 ~ 160℃ 이다. 연신 단계에서의 연신 배율은 무연신 필름의 두께 및 적절한 위상차 값의 발현에 의해 설정될 수 있지만, 통상 1.1 ~ 4배가 바람직하다.
상기 아크릴계 고분자는 아크릴계 단량체, 방향족 비닐 단량체, 무수 말레산계 단량체 및 비닐시안계 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
본 명세서에 기재되는 아크릴계 단량체는 아크릴레이트 뿐만 아니라 아크릴레이트 유도체를 포함하는 것을 의미하는 것으로서, 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트, 알킬부타크릴레이트 등을 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 예컨대, 상기 아크릴계 단량체의 예로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함된다:
Figure 112008061061499-pat00001
상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 또는 헤테로 원자를 포함하거나 포함 하지 않는 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기를 나타내고, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 에폭시기일 수 있으며; R4는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타낸다.
구체적으로, 상기 아크릴계 단량체로는 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate), 프로필 메타크릴레이트(propyl methacrylate), n-부틸 메타크릴레이트(n-butyl methacrylate), t-부틸 메타크릴레이트(t-butyl methacrylate), 시클로 헥실 메타크릴레이트(cyclohexyl methacrylate), 벤질 메타크릴레이트(benzyl methacrylate), 메톡시 에틸 메타크릴레이트(methoxyethyl methacrylate), 에톡시 에틸 메타크릴레이트(ethoxyethyl methacrylate), 부톡시 메틸 메타크릴레이트(butoxymethyl methacrylate), 이들의 올리고머 등을 사용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 공중합체 내 아크릴계 단량체의 함량은 40 ~ 99 중량%인 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 단량체의 함량이 40 중량% 미만인 경우에는 아크릴계 고분자가 본래 가지는 고내열성, 고투명성이 충분히 발현되지 않을 수 있고, 99 중량%를 초과하는 경우에는 기계적 강도가 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 방향족 비닐 단량체로는 스티렌, α-메틸 스티렌, 4-메틸 스티렌 등을 들 수 있고, 스티렌인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 공중합체 내 방향족 비닐 단량체의 함량은 1 ~ 60 중량%인 것 이 바람직하다.
본 발명에 따른 아크릴계 공중합체 내 무수말레산계 단량체의 함량은 5 ~ 30 중량%인 것이 바람직하다. 상기 무수 말레산계 단량체의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우에는 필름의 부서짐성이 증가하여 필름이 쉽게 파단되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 무수 말레산계 단량체로는 무수 말레산 등을 들 수 있고, 상기 비닐시안계 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타아크릴로니트릴, 에타아크릴로니트릴 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 공중합체 내 비닐시안계 단량체의 함량은 0.1 ~ 10 중량%인 것이 바람직하다.
상기 3)의 양의 이축성 아크릴계 필름은 고무 성분을 추가로 포함할 수 있다.
상기 고무 성분은 아크릴 고무, 고무-아크릴계 그래프트형 코어-쉘 폴리머, 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴 고무는 아크릴계 수지와 고무 성분의 굴절율이 유사한 경우에는 투명성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있기 때문에 아크릴계 수지와 굴절율이 유사한 1.480 ~ 1.550인 아크릴 고무라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트와 같은 알킬 아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 고무-아크릴계 그래프트형 코어-쉘 폴리머는 굴절율이 1.480 ~ 1.550인 고무-아크릴계 그래프트형 코어-쉘 폴리머라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 부타디엔, 부틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체 기반의 고무를 코어로 하고, 폴리 메틸 메타크릴레이트 또는 폴리스티렌을 쉘로 하는 크기 50 ~ 400nm의 입자 등을 사용할 수 있다.
상기 고무 성분의 함량은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 1 ~ 20 중량부인 것이 바람직하다. 상기 고무 성분의 함량이 1 중량부 미만인 경우에는 필름의 우수한 기계적 강도의 발현이 불가능할 수 있고, 필름이 부서지기 쉬워서 가공 공정상의 문제점이 발생하며, 광학 성능이 충분히 발현되지 못하게 되는 문제가 있다. 또한, 상기 함량이 20 중량부를 초과하는 경우에는 아크릴계 공중합체가 본래 가지는 고내열성, 고투명성이 충분히 발현되지 못하는 문제가 있으며, 연신 공정에서 헤이즈가 발생하는 등 가공상의 문제가 발생할 수 있다.
상기 3)의 양의 이축성 아크릴계 필름에 있어서, 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값은 100 ~ 150nm 이고, 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값은 100 ~ 200nm 인 것이 바람직하다.
Rin = (nx - ny) × d
Rth = (nz - ny) × d
상기 수학식 1 및 수학식 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
상기 3)의 양의 이축성 아크릴계 필름의 유리 전이 온도(Tg)는 100 ~ 250℃인 것이 바람직하다. 상기 유리 전이 온도(Tg)가 100 ~ 250℃인 필름은 우수한 내구성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치에 있어서, 편광판의 암 상태에서 투과되는 빛을 최소화 시켜주기 위해서 양의 두께 방향 위상차 값이 필요하고, 본 발명에 사용되는 양의 이축성 아크릴계 필름은 연신시 Rin/Rth 의 값이 1 보다 작기 때문에, Rth 값을 저하시킬 필요가 있다.
이에 본 발명은 양의 이축성 아크릴계 필름에 네가티브(negative) C 플레이트를 도입하여 전체 위상차 필름의 Rin/Rth 값을 조정할 수 있다.
상기 네가티브(negative) C 플레이트는 두께 방향으로 음의 위상차 값을 가지고 높은 복굴절을 가지는 물질을 이용하고, 10 ~ 30 중량% 이하의 고분자 용액을 제조한 후, 상기 양의 이축성 아크릴계 필름에 박막으로 코팅하는 방법에 의하여 제조할 수 있다. 상기 두께 방향으로 음의 위상차 값을 가지고 높은 복굴절을 가지는 물질로는 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 시클로올레핀계를 포함하는 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적인 예로는 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리노보 넨(polynorbornene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 셀룰로오즈 및 그 유도체 등을 들 수 있으며, 폴리아릴레이트인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
특히, 상기 폴리아릴레이트는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
Figure 112008061061499-pat00002
상기 화학식 2에서, n은 1 이상의 정수이다.
상기 네가티브(negative) C 플레이트는 상기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 0 ~ 3nm 이고, 상기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 -40 ~ -150nm 인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치는, 위상차 필름으로서 양의 이축성 아크릴계 필름과 네가티브(negative) C 플레이트를 조합하여 사용함으로써, 보다 넓은 시야각 특성을 구현할 수 있다. 즉, 상기 양의 이축성 아크릴계 필름은 Rin/Rth < 1 이고, 두께 방향 위상차 값이 음의 값을 갖는 네가티브(negative) C 플레이트에 의해 Rin/Rth > 1로 조절할 수 있으므로, 편광판과 IPS 모드 액정 패널에서 발생되는 빛 누설을 최소화시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치에 있어서, 상기 3) 위상차 필름의 Rin/Rth 값은 1.1 ~ 6일 때 더욱 바람직하다.
아크릴계 위상차 필름은 연신시 양의 면 방향 위상차 값과 양의 두께 방향 위상차 값을 가지나, 두 값의 비율이 1보다 작게 발달되기 쉬워, 이를 사용한 IPS 모드 액정 표시 장치는 시야각 보상 필름이 사용되지 않은 IPS 모드 액정 표시 장치와 대비하였을 때, 경사각에서의 빛 누설은 없으나 비교적 낮은 콘트라스트 비 값을 나타내는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치에 있어서, 상기 3) 양의 이축성 아크릴계 필름과 네가티브(negative) C 플레이트를 포함하는 전체 위상차 필름의 상기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값은 100 ~ 150nm 이고, 상기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값은 30 ~ 100nm 인 것이 바람직하다.
상기 네가티브(negative) C 플레이트의 두께는 0.5 ~ 30㎛ 이고, 양의 이축성 아크릴계 필름과 네가티브(negative) C 플레이트를 포함하는 전체 위상차 필름의 두께는 20 ~ 100㎛ 인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치에 있어서, 상기 3) 위상차 필름은 양의 이축성 아크릴계 필름 및 네가티브(negative) C 플레이트 사이에 버퍼층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 버퍼층은 양의 이축성 아크릴계 필름과 네가티브(negative) C 플레이트 간의 접착력을 향상시키고, 기재에 대한 용제 침식을 억제하는 역할을 할 수 있다. 상기 버퍼층은 UV 경화 또는 열 경화가 가능한 아크릴레이트 중합체, 메타크릴레이트 중합체, 및 아크릴레이트/메타크릴레이트 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 버퍼층은 용매가 침식되지 않으면서 코팅 가공성이 좋은 두께 범위에서 형성될 수 있으며, 좀더 구체적으로 버퍼층의 두께는 0.2 ~ 3㎛로 형성될 수 있다.
또한, 상기 양의 이축성 아크릴계 필름의 광축은 상기 4) 제2 편광판의 흡수축과 평행인 특성을 갖는다. 상기 양의 이축성 아크릴계 필름의 광축과 상기 4) 제2 편광판의 흡수축이 서로 평행하지 않은 경우에는 광 경로상 제1 편광판 및 제2 편광판 사이의 광 투설에 의한 빛샘 현상이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치에 있어서, 상기 1) 제1 편광판의 흡수축과 4) 제2 편광판의 흡수축은 서로 수직인 특성을 갖는다.
상기 1) 제1 편광판 및 4) 제2 편광판은 편광소자를 포함한다. 상기 편광소자는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광소자는 PVA 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시켜서 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다.
상기 1) 제1 편광판 및 4) 제2 편광판은 편광소자의 어느 한 면 또는 양면에 보호필름을 포함할 수 있다.
상기 보호 필름으로는 트리아세테이트 셀룰로오스(TAC) 필름, 개환 상호교환 중합(ring opening metathesis polymerization; ROMP)으로 제조된 폴리노보넨계 필름, 개환 중합된 고리형 올레핀계 중합체를 다시 수소 첨가하여 얻어진 HROMP(ring opening metathesis polymerization followed by hydrogenation) 중합체 필름, 폴리에스터 필름, 또는 부가중합(addition polymerization)으로 제조된 폴리노보넨계 필름 등일 수 있다. 이외에도 투명한 고분자 재료로 제조된 필름이 보호 필름으로 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치에 있어서, 상기 3) 위상차 필름은 상기 4) 제2 편광판 및 2) 액정 셀 사이에 배치될 수 있고, 상기 3) 위상차 필름의 네가티브(negative) C 플레이트는 상기 2) 액정 셀에 접하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치에 있어서, 상기 2) 액정 셀은 양의 유전율 이방성(△ε > 0)을 갖는 액정을 포함하고, 수평 배향되며, 상기 액정의 광축이 제1 편광판의 흡수축과 평행한 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 IPS 모드 액정 표시 장치의 기본 구조를 나타내었다.
IPS 모드 액정 표시 장치는 제1 편광판(1), 제2 편광판(3), 및 액정 셀(2)로 구성되고, 제1 편광판(1)의 흡수축과 제2 편광판(3)의 흡수축이 서로 수직으로 배치되며, 제2 편광판(3)의 흡수축과 양의 이축성 아크릴계 필름(A)의 광축이 평행하게 배치되고, 양의 이축성 아크릴계 필름(A)과 액정 셀(2) 사이에 네가티브(negative) C 플레이트 층이 위치하도록 배치된다. 양의 이축성 아크릴계 필름(A)과 네가티브 C 플레이트 층 사이에는 면 방향 및 두께 방향 위상차 값이 없는 버퍼층이 배치될 수도 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1 ~ 5>
실시예 1 ~ 5에서 사용된 IPS 모드 액정 표시 장치는 2.9㎛의 셀 갭, 프리틸트 각은 3°, 유전율 이방성 △ε = 7, 복굴절 △n = 0.1인 액정으로 채워진 IPS 액정 셀로 구성하였다.
양의 이축성 아크릴계 필름으로서, 성분 함량비(중량%)가 메틸메타크릴레이트 : 스티렌 : 무수말레산 : 아크릴로니트릴(MMA : SM : MAH : AN) = 65 : 24 : 10 : 1이며, 압출기 직경이 60Φ, L/D = 32인 압출기로 두께 약 200㎛의 필름을 제막하였다. 제막된 필름을 120℃에서 TD 연신기로 250 ~ 350% 연신 후 면 방향 위상차 값(Rin)이 90 ~ 130nm, 두께 방향 위상차 값(Rth)이 130 ~ 160nm인 연신 필름을 제조하였다.
네가티브 C 플레이트로는 폴리아릴레이트(Unitica 사, U-100)를 7.5 wt%로 디클로로에탄(dichloroethane)에 용해하였고, 일축 연신된 아크릴계 공중합체 필름 위에 바-코터(bar-coater)를 이용하여 코팅하고, 80℃ 컨벡션 오븐(convection oven)에서 3분간 건조하였다.
각 위상차 값의 조합별로 도 1의 순서와 같이 편광판을 합지하고, IPS 모드 액정 표시 장치 패널에 합지 후, 엘딤(Eldim)으로 경사각 60°에서의 콘트라스트 비를 측정하여, 화질의 선명도를 비교하였다. 제2 편광판은 실시예 및 비교예에서 모두 동일하게 ORT(zero retardation TAC)/PVA/TAC 순으로 합지된 편광판을 부착하였다.
< 비교예 1>
비교예 1은 제1 편광판 및 제2 편광판 모두 ORT/PVA/TAC순으로 합지된 편광판을 부착하여 비교하였다.
콘트라스트 비 값은 화면의 선명도를 표시하는 지표로서 콘트라스트 비 값이 클수록 선명한 화질 구현이 가능하다. 따라서, 본 발명에서는 경사각 60°에서의 콘트라스트 특성을 이용하여 화질의 선명도를 비교하였다.
실시예 1 ~ 5 및 비교예 1의 실험결과 값은 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112008061061499-pat00003
상기 경사각 60° 콘트라스트 비는 상방 45도에서의 콘트라스트 비 값이다.
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 5의 콘트라스트 비 값은 (50 ~ 180) : 1 로서, 비교예 1의 콘트라스트 비 값인 20 : 1 보다 매우 우수한 값을 가짐을 알 수 있다. 상기 콘트라스트 비 값은 화면의 선명도를 표시하는 지표이므로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 보다 선명한 화질을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치의 기본 구조를 나타낸 도이다.

Claims (17)

1) 제1 편광판, 2) 액정 셀, 3) 양의 이축성 아크릴계 필름 및 네가티브(negative) C 플레이트를 포함하는 위상차 필름, 및 4) 제2 편광판을 포함하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치로서,
상기 제1 편광판의 흡수축과 제2 편광판의 흡수축은 수직이고, 상기 액정 셀 내 액정의 광축은 제1 편광판의 흡수축과 평행하며, 상기 양의 이축성 아크릴계 필름의 광축은 상기 제2 편광판의 흡수축과 평행한 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 3)의 양의 이축성 아크릴계 필름은 아크릴계 고분자를 이용하여 용융 압출법 또는 용액 캐스팅법으로 필름을 제조한 후, TD(transverse direction) 연신 공정을 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 3)의 양의 이축성 아크릴계 필름은 아크릴계 단량체, 방향족 비닐 단량체, 무수 말레산계 단량체 및 비닐시안계 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 3)의 양의 이축성 아크릴계 필름은 고무 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 고무 성분은 부타디엔, 부틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체 기반의 고무를 코어로 하고, 폴리 메틸 메타크릴레이트, 또는 폴리스티렌을 쉘로 하는 크기 50 ~ 400nm의 입자인 고무-아크릴계 그래프트형 코어-쉘 폴리머인 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 5에 있어서, 상기 고무 성분의 함량은 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 1 ~ 20 중량부인 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 3)의 양의 이축성 아크릴계 필름은 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 100 ~ 150nm 이고, 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 100 ~ 200nm 인 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치:
[수학식 1]
Rin = (nx - ny) × d
[수학식 2]
Rth = (nz - ny) × d
상기 수학식 1 및 수학식 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
청구항 1에 있어서, 상기 3)의 네가티브(negative) C 플레이트는 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리노보넨(polynorbornene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리설폰(polysulfone), 및 폴리이미드(polyimide), 셀룰로오스 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 3)의 네가티브(negative) C 플레이트는 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 0 ~ 3nm 이고, 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 -40 ~ -150nm 인 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치:
[수학식 1]
Rin = (nx - ny) × d
[수학식 2]
Rth = (nz - ny) × d
상기 수학식 1 및 수학식 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
청구항 1에 있어서, 상기 3)의 네가티브(negative) C 플레이트의 두께는 1 ~ 30㎛ 인 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 3) 위상차 필름의 두께는 20 ~ 100㎛ 인 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 3) 위상차 필름은 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 100 ~ 150nm 이고, 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 30 ~ 100nm 인 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치:
[수학식 1]
Rin = (nx - ny) × d
[수학식 2]
Rth = (nz - ny) × d
상기 수학식 1 및 수학식 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
청구항 12에 있어서, 상기 3) 위상차 필름의 Rin/Rth 값은 1.1 ~ 6 인 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 3) 위상차 필름은 양의 이축성 아크릴계 필름 및 네가티브(negative) C 플레이트 사이에 버퍼층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 3) 위상차 필름은 상기 4) 제2 편광판 및 2) 액정 셀 사이에 배치되고, 상기 3) 위상차 필름의 네가티브(negative) C 플레이트는 상 기 2) 액정 셀에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 4) 제2 편광판은 편광 소자를 포함하고, 상기 편광 소자와 상기 양의 이축성 아크릴계 필름 사이에 보호 필름을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 2) 액정 셀은 양의 유전율 이방성(△ε > 0)을 갖는 액정을 포함하고, 수평 배향되는 것을 특징으로 하는 IPS(in-plane switching) 모드 액정 표시 장치.
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