(57)【要約】【課題】階調反転を最小化することができると同時に、字体がつぶれる現象を除去することができる光散乱膜を含む偏光板及びこれを含む液晶表示装置用基板並びに液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置には画素領域に赤（R）、緑（G）、青（B）のカラーフィルターが順次に配列されている。この時、光散乱膜の散乱粒子であるフィラーは網状に分布されているが、画素領域間の境界部分では画素領域に比べて低い密度を有するように対角線方向に分布されている。
2005535917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配列されている画素領域を有し、ヘイズ値である光散乱度を誘導する散乱粒子であるフィラーを含み、前記フィラーが前記画素領域及び前記画素領域間の境界部分と異なる密度で分布されている光散乱膜が形成されている、液晶表示装置用基板。
【請求項２】
前記フィラーは、前記画素領域の境界部分で前記画素領域より低い密度で分布されている、請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項３】
ヘイズ値である光散乱度を誘導する散乱粒子であるフィラーを含み、前記フィラーが画素領域及び前記画素領域間の境界部分で異なる密度で分布されている上部保護フィルム、
第１面と、前記第１面と対向する第２面を有し、前記第１面には前記上部保護フィルムが付着されている検光子、
前記第２面の前記検光子に付着されている下部保護フィルム、
を含む、液晶表示装置用偏光板。
【請求項４】
前記フィラーは、前記画素領域の境界部分で前記画素領域より低い密度で分布されている、請求項３に記載の液晶表示装置用偏光板。
【請求項５】
マトリックス状に配列されている画素領域を有し、互いに対向する第１及び第２基板、
前記第１基板と前記第２基板との間に注入されている液晶物質層、
前記第１及び第２基板の外側面にヘイズ値である光散乱度を誘導する散乱粒子であるフィラーを含んで形成されており、前記画素領域及び前記画素領域間の境界部分と異なる密度で分布されている光散乱膜、
を含む、液晶表示装置。
【請求項６】
前記フィラーは、前記画素領域の境界部分で前記画素領域より低い密度で分布されている、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１及び第２基板の外側面にそれぞれ付着されている上部及び下部偏光板をさらに含む、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記上部偏光板は、検光子及び前記検光子の上部と下部に付着されている第１及び第２保護フィルムを含む、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記光散乱膜は、前記第２基板と前記上部偏光板との間、前記第１保護フィルムと前記検光子との間、または前記検光子と対向する前記第１保護フィルムの上部に形成されている、請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記光散乱膜の前記フィラーは、網状に分布されている、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記フィラーは、前記画素領域に対角線方向に分布されている、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光散乱膜を含む偏光板、これを含む液晶表示装置用基板及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄膜トランジスタなどが形成されている下部基板と、カラーフィルター及びブラックマトリックスなどが形成されている上部基板との間に液晶物質を注入し、上下基板、または１つの基板にそれぞれ形成されている画素電極及び共通電極に印加する電圧を変化させることによって液晶の配列を変更させて光の透過率を調節する方式で画像を表現する装置である。
【０００３】
このような液晶表示装置において、液晶物質は分子の長軸方向と短軸方向への屈折率が互いに異なる複屈折性を有する。このような複屈折性によって液晶表示装置を見る位置に応じて光が感じる屈折率に差が生じるため、線偏光された光が液晶を通過しながら偏光状態が変化する比率に差が生じるので、正面でない位置から見る時の光の量及び色特性が正面から眺める場合とは異なる。特に、捩じれたネマチック構造を有する液晶表示装置は、このような光の遅延の差によって視野角によるコントラスト比の変化、色相変異、階調反転などの現象が著しく発生する。
【０００４】
このように液晶セルで発生する問題点を解決するための１つの方法としては、特定の方向から位相差を補償する方法があるが、このために位相差補償フィルムを使用する技術が開発された。これは液晶内部での光の位相の変化を位相差補償フィルムで反対方向に補償することによって視野角の問題を解決するものである。しかし、この方法を用いても位相差補償フィルムを使用した捩じれたネマチック方式の液晶表示装置の場合、視野角を確保することができるが、画質の不均衡や階調反転などの問題点は依然として残っている。このような問題点を解決するために、偏光板に散乱膜を付着して階調反転を最小化する方法が提示されたが、光散乱度であるヘイズ値が高い場合には、字体がつぶれて表示特性を低下させる問題点が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の技術的課題は、階調反転を最小化することができると同時に、字体がつぶれる現象を除去することができる光散乱膜を含む偏光板及びこれを含む液晶表示装置用基板並びに液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するために、本発明では光散乱膜を構成し、ヘイズ値である光散乱度を誘導する散乱粒子であるフィラーが画素領域及び画素領域間の境界部分と異なる密度で分布されている。
【０００７】
この時、光散乱膜は、２つの基板の内側の間に捩じれたネマチック方式で液晶分子が配列されている、液晶セルの内面、または外面に形成されることができる。
液晶表示装置は第１及び第２基板の外側面にそれぞれ付着されている上部及び下部偏光板をさらに含むことができ、上部偏光板は検光子及び検光子の上部と下部に付着されている第１及び第２保護フィルムを含むのが好ましい。
【０００８】
ここで、光散乱膜は第２基板と上部偏光板との間、第１保護フィルムと検光子との間、または検光子と対向する第１保護フィルムの上部に形成することができる。
フィラーは網状に分布されている構成とすることができ、画素領域で対角線方向に分布されているのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、散乱を誘導して階調反転を最小化するために使用する光散乱膜の散乱粒子を、画素領域間の境界部分に低い密度で形成することにより階調反転を除去すると同時に、字体がつぶれる現象を防止して表示装置の画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施例に対して本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な異なる形態で実現できて、ここで説明する実施例に限定されない。
【００１１】
図面では各種層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体を通じて類似な部分については同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
【００１２】
次に、本発明の実施例による光散乱膜を含む偏光板、液晶表示装置用基板及び液晶表示装置に対して図面を参考にして詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による液晶表示装置に関する構造を概略的に示した構成図である。
【００１３】
図１のように、本発明の実施例による液晶表示装置はマトリックス状に配列されている画素領域を有し、互いに対向する下部及び上部基板１００、２００及び２つの基板１００、２００との間に注入されている液晶物質層３００から構成される。この時、液晶物質層３００の誘電率異方性Δεは０より大きく、電場が印加されていない時の液晶物質層３００の液晶分子は、その長軸方向が２つの基板１００、２００面に対して平行に配列されており、１つの基板から他の基板に至るまで螺旋状に捩じれたネマチック構造を有し、液晶物質層３００に十分な大きさの電場を印加した時、液晶分子はその長軸が電場の方向と平行に基板１００、２００の平面に対して垂直に配列される。
【００１４】
２つの基板１００、２００のうちの下部基板１００は、表示動作をしてマトリックス状に配列されている画素領域に形成されており、透明な導電物質または反射度を有する導電物質からなる複数の画素電極、互いに交差して単位画素領域を定義する走査信号、及び画像信号をそれぞれ伝達するゲート線及びデータ線、ゲート線及びデータ線と電気的に連結されていて、ゲート線からの走査信号を通じて画素電極に伝達されるデータ線からの画像信号を制御する薄膜トランジスタなどを含む。２つの基板１００、２００の外側下部基板１００下には下部偏光板４２０が付着されている。
【００１５】
また、２つの基板１００、２００のうちの上部基板２００は、画素領域間の境界部分で漏れる光を遮断し、画素領域に対応する部分に開口部を有するブラックマトリックス、それぞれの画素領域に順次に配列されている赤、緑、青のカラーフィルター、及び画素電極と共に液晶分子を駆動するための対向電圧が印加されて透明導電膜であるITO（indium  tin  oxide）からなる共通電極を含む。２つの基板１００、２００の外側上部基板２００上には通過する光を偏光できる偏光板４２０が付着されている。
【００１６】
この時、２つの基板１００、２００の外側面に付着されている偏光板４１０、４２０と透過軸は互いに平行、または垂直に配置することができる。
また、下部及び上部偏光板４１０、４２０と液晶セル１００、２００、３００との間には、それぞれ補償フィルム５１０、５２０が付着されている。このような補償フィルム５１０、５２０は液晶物質層３００の内部で光の位相の変化を補償することによって視野角を広く確保する機能をする。
【００１７】
この時、下部偏光板４２０はPVA（poly  vinyl  alcohol）とヨードを含む偏光子、または検光子及び偏光子の上部と下部に付着されている保護フィルム（TAC:Tri  acetate  cellulose）を含む。また、上部偏光板４１０はPVA（poly  vinyl  alcohol）とヨードを含む検光子４１２、または検光子４１２の上部と下部に付着されている保護フィルム４１１、４１３を含む。また、上部偏光板４１０は上部保護フィルム４１３の上部に形成されており、散乱粒子であるフィラーを含む光散乱膜４１４が形成されている。
【００１８】
光散乱膜４１４は下部保護フィルム４１１の上部と下部に形成することもでき、上部基板２００と上部補償フィルム５１０との間に形成することもでき、上部保護フィルム４１３と検光子４１２との間に形成することもできる。
【００１９】
ここで、光散乱膜４１４は液晶セル１００、２００、３００を通過した光を全ての方向に散乱させて光を平均化する機能を有する。この時、光散乱膜４１４のヘイズ値は５０以上を有するのが好ましい。なぜなら、光散乱膜４１４のヘイズ値が５０以上である場合に、下側方向の階調反転を効果的に改善することができるためである。
【００２０】
しかしながら、光散乱膜４１４のヘイズ値が５０以上である場合には、字体がつぶれて表示特性を低下させる問題点が発生する。このような問題点を解決するために、本発明の実施例では光散乱膜４１４の散乱粒子であるフィラーが画素領域と隣接する画素領域間の境界部分の密度と異なるように分布されている。この時、画素領域間の境界部分の密度は、画素領域のフィラー密度より低く分布されている。このように画素領域間の境界部分で散乱する光を最小化することができるため、字体がつぶれる現象を除去すると同時に、５０以上のヘイズ値を通じて階調反転を最小化することができる。このような構造に対して図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２１】
図２は本発明の実施例による光散乱膜の散乱粒子であるフィラーの配列を赤、緑、青の画素と共に示した配置図である。
図２のように、本発明の実施例による液晶セル１００、２００、３００（図１参照）の画素領域には赤（R）、緑（G）、青（B）のカラーフィルターが順に配列されている。この時、光散乱膜４１４の散乱粒子であるフィラー４２３は、高い密度を有するように網状に分布しているが、画素領域間の境界部分で画素領域より低い密度でフィラー４２３が分布するように、対角線が交差する部分は画素領域間の境界部分に位置するのが好ましい。ここで、フィラー４２３の密度を網状にして高く形成したが、他の様々な模様を有する構成とすることができる。
【００２２】
このような本発明の実施例による液晶表示装置において、下部基板１００に付着されている下部偏光板４２０を通過した偏光された光は、液晶物質層３００を通過しながら線偏光されて上部基板２００に付着されている上部偏光板４１０を通過し、光散乱膜４１４を通過しながら全ての方向に散乱される。このために、眺める位置の角度が変わっても光の量と色特性の変化が発生しないために色相変異、階調反転などの現象を最小化することができる。また、画素領域間の境界部分でのフィラー４２３の密度は、画素領域に分布しているフィラー４２３の密度より低くて、画素領域間の境界部分で散乱する光を最小化することができるために字体がつぶれる現象を除去することができる。
【００２３】
光散乱膜４１４を形成する方法としては、本発明のように液晶セル１０、２０と対向する偏光板４１０の外側面に光散乱用フィルムを付着する方法、偏光板４１０を付着する時の接着剤として偏光板４１０と上部基板２００との間に光散乱機能を有する光拡散接着剤を利用する方法、樹脂の中の微粒子を分散させる光散乱膜をカラーフィルター上に形成する方法などがあり、上部偏光板４１０の上部保護フィルム４１３を表面処理しながら形成することもできる。これについて図面を参照して具体的に説明する。
【００２４】
図３Ａ〜図３Ｅは本発明の実施例による光散乱膜を含む偏光板の製造工程の一部を順序によって示した工程図であり、図４は本発明の実施例による製造工程によって完成した偏光板の構造を示した図面である。
【００２５】
図３Ａのように、本発明の実施例による光散乱膜を含む偏光板の製造工程の中、上部保護フィルム４１３（図１及び図２参照）の上部に光散乱膜４１４を形成する工程では、第１支持部６００と第２支持部７００を通じて上部保護フィルム４１３を矢印方向に進行させ、バインダーまたはアクリルとフィラーを含む光散乱物質１４０が塗布されている第３ローラ５００を回転させながら上部保護フィルム４１３に接触させ、上部保護フィルム４１３の上部に光散乱膜４１４を形成して紫外線（UV:ultra  violet）を利用して光散乱膜４１４を硬化する。
【００２６】
この時、光散乱膜４１４に図２のように網状にフィラー４２３の密度を高く形成するためには、まず図３Ｂのように“工程A”を通じて光散乱膜４１４のフィラー４２３の密度を水平方向に高く形成し、次に、図３Ｃのように“工程B”を通じて光散乱膜４１４のフィラー４２３の密度を垂直方向に高く形成すれば、結果的に図３Ｄのようにフィラー４２３が水平及び垂直方向に密度が高く分布する光散乱膜４１４を含む上部保護フィルム４１３を得ることができる。
【００２７】
ここで、散乱粒子であるフィラー４２３の密度を高く形成するためには、バインダーまたはアクリルとフィラーが混合されている光散乱膜４１４を網状に膨らんだ部分を有するようにコーティングする。以下、バインダーまたはアクリルが膨らんで形成された部分にはフィラー粒子が高密度に集まるようになり、残りの部分にはフィラー粒子がほとんど無くなるかまたは低密度に分布される。この時、散乱粒子であるフィラー４２３は高い屈折率を有し、バインダーは低い屈折率を有するが、この時、膨らんだ部分は凹レンズ機能を有するようになり、散乱粒子であるフィラーによって散乱された光が放射形に散乱する。
【００２８】
このような上部保護フィルム４１３を液晶セル１００、２００、３００の上部に付着することができるように切断しなければならないなが、図３Ｅのように４５°方向に切断すれば、最終的に図４のように画素領域で対角線方向に分布されているフィラー４２３（図２参照）を含む光散乱膜４１４３を有する上部保護フィルム４１３を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例による液晶表示装置に関する構造を概略的に示した構成図である。
【図２】本発明の実施例による光散乱膜の散乱粒子であるフィラーの配列を赤、緑、青の画素と共に示した配置図である。
【図３Ａ】本発明の実施例による光散乱膜を含む偏光板の製造工程の一部を示した図面である。
【図３Ｂ】本発明の実施例による光散乱膜を含む偏光板の製造工程の一部を示した図面である。
【図３Ｃ】本発明の実施例による光散乱膜を含む偏光板の製造工程の一部を示した図面である。
【図３Ｄ】本発明の実施例による光散乱膜を含む偏光板の製造工程の一部を示した図面である。
【図３Ｅ】本発明の実施例による光散乱膜を含む偏光板の製造工程の一部を示した図面である。
【図４】本発明の実施例による製造工程によって完成した偏光板の構造を示した図面である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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