KR100750924B1

KR100750924B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100750924B1
Application number: KR1020010018992A
Authority: KR
Inventors: 창학선; 송준호; 유재진; 이창훈; 최재호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2007-08-22
Also published as: KR20020078832A

Abstract

서로 마주하는 두 절연 기판의 바깥쪽에 각각 WV 필름이 부착되어 있고, WV 필름의 바깥쪽에 각각 보상 필름이 부착되어 있다. 보상 필름의 바깥쪽에 각각 편광판이 부착되어 있으며, 두 기판 사이에 액정층이 주입되어 있다. 이때, 보상 필름의 면내 리타데이션 값을 30㎚ 이상으로 크게 하여 러빙 방향에서 블랙 상태에서의 빛샘을 줄이며 시야각을 개선할 수 있다.

보상 필름, WV 필름, 리타데이션, 블랙 상태, 빛샘, 시야각

Description

액정 표시 장치{liquid crystal display}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 보상 필름의 면내 리타데이션 값의 변화에 따른 러빙 방향에서의 블랙 휘도를 나타낸 도면이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 러빙 방향에서의 시야각을 나타낸 도면이다.

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광시야각을 확보하기 위한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중의 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 있으며, 두 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시켜 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.

이러한 액정 표시 장치의 한 기판은 전극에 인가되는 전압을 스위칭하는 박 막 트랜지스터를 갖는 것이 일반적이며, 이러한 박막 트랜지스터 기판에는 박막 트랜지스터 외에도 게이트선 및 데이터선을 포함하는 배선, 외부로부터 신호를 인가받아 게이트선 및 데이터선으로 각각 전달하는 게이트 패드 및 데이터 패드가 형성되어 있다. 게이트선과 데이터선이 교차하여 정의되는 화소 영역에는 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.

한편, 액정 표시 장치에서 응답 속도 및 시야각을 개선하기 위하여 다양한 방법이 제시되었으며, 그 중에서 OCB(optically compensated bend) 방식의 액정 표시 장치를 들 수 있다.

OCB 방식의 액정 표시 장치는 마주하는 두 기판에 각각 형성되어 있는 전극과 기판 사이에 주입되어 있는 액정층, 두 기판에 각각 형성되어 있으며 액정 분자를 기판과 수평하게 배향하기 위한 배향막 및 두 기판의 바깥쪽에 각각 부착되어 편광판을 포함하며, 두 기판 사이에 전압을 작게 인가하는 경우에 화이트(white) 상태를, 전압을 화이트 상태보다 높게 인가한 경우에 블랙(black) 상태를 얻을 수 있다. 이러한 OCB 방식의 액정 표시 장치에서는 두 기판의 배향막을 같은 방향으로 러빙 처리하고 처음에 고전압을 인가하여 액정이 기판에 대하여 수직이면서 구부러지도록 구부러짐(bend) 배열로 만들어야 하는데, 이때 러빙 방향에 대하여 휘도가 떨어지고 시야각이 감소하는 문제점이 있다.

한편, 액정의 구부러짐 배열을 얻기 위해 처음에 인가하는 고전압을 낮추기 위해 배향막의 선경사각(pretilt angle)을 높이거나 액정의 유전율 이방성(Δε)을 높이기도 하는데, 이때는 액정의 균일 배향이 어려워 화이트 상태에서의 투과율이 떨어지고 잔상이 발생하여 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시야각을 개선하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 화이트 상태에서의 투과율을 감소시키지 않으면서 신뢰도를 향상시키는 것이다.

이러한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 보상 필름의 면내 리타데이션 값을 30㎚ 이상으로 한다.

본 발명에 따르면, 서로 마주하는 제1 및 제2 절연 기판의 바깥쪽에 각각 제1 및 제2 WV 필름이 부착되어 있고, 제1 및 제2 WV 필름의 바깥쪽에 각각 제1 및 제2 보상 필름이 부착되어 있다. 제1 및 제2 보상 필름의 바깥쪽에 각각 제1 및 제2 편광판이 부착되어 있고, 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정층이 주입되어 있다. 제1 및 제2 보상 필름의 면내 리타데이션 값이 30㎚ 이상이며, 바람직하게는 30㎚ 내지 60㎚이다.

여기서, 제1 및 제2 기판의 안쪽에 각각 제1 및 제2 배향막이 형성되어 있으며, 제1 및 제2 WV 필름의 배향축은 제1 및 제2 배향막의 러빙 방향과 평행한 것이 바람직하다.

한편, 제1 및 제2 보상 필름의 지지체의 연신축이 각각 제1 및 제2 편광판의 투과축과 일치하며, 제1 및 제2 WV 필름의 배향축이 각각 제1 및 제2 편광판의 투과축과 45도를 이루는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에서는 보상 필름의 면내 리타데이션 값을 크게 하여 러빙 방향에서 블랙 상태에서의 빛샘을 줄이며 시야각을 개선할 수 있다.

그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1에서와 같이, 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 기판(11)과 상부 기판(12)을 포함하며, 하부 기판(11)을 박막 트랜지스터 기판이라 하고 상부 기판(12)을 색 필터 기판이라 한다.

먼저, 여기서 상세하게 도시하지는 않았지만 박막 트랜지스터 기판(11)에는 외부로부터 인가되는 주사 신호를 전달받는 게이트선이 다수 형성되어 있고, 게이트선과 절연되어 교차하며 외부로부터 화상 신호를 전달받는 데이터선이 다수 형성되어 있다. 또한, 게이트선 및 데이터선에 연결되어 외부로부터 인가된 신호를 제어하는 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.

색 필터 기판(12)은 색 필터와 블랙 매트릭스가 형성되어 있으며 이들을 덮고 있는 공통 전극이 기판 전면에 형성되어 있다.

화소 전극 및 공통 전극 위에는 각각 수평 배향막이 도포되어 있으며, 배향막은 화살표 방향(53, 54)과 같이 기판(11, 12)의 가로 방향에 대하여 45도 기울어진 방향으로 러빙되어 있다.

이러한 박막 트랜지스터 기판(11)과 색 필터 기판(12) 사이에는 양의 유전율 이방성을 가지는 액정층(41)이 삽입되어 있으며, 전압을 인가하지 않은 상태에서 액정 분자가 러빙 방향을 향하여 한쪽 끝이 일어선 형태의 선경사각(pretilt angle)을 가지고 기판(11, 12)에 대하여 수평 배향되어 있다가 전압을 인가하였을 때 도 1에서와 같이 액정 분자(42)는 구부러짐 구조를 갖는 배열을 나타낸다. 즉, 두 기판(11, 12) 사이에 충분한 크기의 전기장이 형성되면 액정 분자(42)는 양의 유전율 이방성을 가지고 있으므로 액정의 장축이 전기장에 나란하게, 즉 두 기판(11, 12)에 수직이 되도록 배열하려고 한다.

이러한 액정 표시 장치에서는 박막 트랜지스터 기판(11)과 색 필터 기판(12) 외에도 편광판(81, 82), 보상 필름(71, 72) 및 WV(wide viewing) 필름(61, 62)이 부착되어 있는데, 시야각을 넓히고 화질을 향상시키기 위한 이들의 구조에 대하여 설명한다.

박막 트랜지스터 기판(11)과 색 필터 기판(12)의 배향막은 화살표 방향(53, 54), 즉 기판(11, 12)의 가로 방향에 대하여 45도 기울어진 방향으로 러빙되어 있고, 두 기판(11, 12)의 바깥쪽에 각각 WV 필름(61, 62)이 각각 부착되어 있다. WV 필름(61, 62)은 TAC(triacetyl cellulose) 따위로 이루어진 지지체(도시하지 않음) 위에 각 배향축(63, 64)에 따라 액정층(65, 66)이 배향되어 있는 것이다. WV 필름(61, 62)의 배향축(63, 64)은 인접한 기판(11, 12)의 배향막의 러빙 방향(53, 54)과 평행하다. 이때, 지지체 위에 배향되어 있는 액정층(65, 66)은 박막 트랜지스터 기판(11)에 인접해 있는 액정 분자(43)와 반대 방향으로 틀어져 있고, 색 필터 기판(12)에 인접해 있는 액정 분자(44)와 반대 방향으로 틀어져 있어서 서로 보상 관계를 이루어 휘도를 높일 수 있다. WV 필름(61, 62)의 바깥쪽에는 각각 보상 필름(71, 72)이 부착되어 있으며, 보상 필름(71, 72)은 TAC 따위로 이루어진 지지체로 이루어져 있다. 보상 필름(71, 72)의 바깥쪽에는 각각 편광판(81, 82)이 부착되어 있다.

이때, 시야각을 최대로 하기 위해서는 각 보상 필름(71, 72) 지지체의 연신축(slow axis)(73, 74)이 편광판(81, 82)의 투과축(83, 84)과 각각 일치하는 것이 바람직하다.

또한, WV 필름(61, 62)의 배향축(63, 64)이 편광판(81, 82)의 투과축(83, 84)과 45도를 이루고 있다.

여기서, 보상 필름(71, 72)의 리타데이션 값을 변화시켜 러빙 방향에서의 블랙 상태에서의 빛샘을 관찰하였다. 이때, 두께 리타데이션 값은 215㎚로 일정하게 한 후 면내 리타데이션 값을 5㎚, 30㎚, 40㎚, 50㎚으로 변화시켰다. 두께 리타데이션 값은 액정의 리타데이션 값에 따라 변화시킬 수 있는 값이므로 여기서는 고려하지 않는다.

도 2는 보상 필름의 면내 리타데이션 값의 변화에 따른 러빙 방향에서의 블랙 휘도를 나타낸 도면이다. 여기서, 가로 방향의 축은 러빙 방향을 기준으로 바 라보는 각도를 나타내고 세로 방향의 축은 블랙 휘도를 나타낸 것으로 0에 인접할수록 블랙 상태가 우수하며 0 이상의 값이 나타나면 빛샘이 나타나는 것을 의미한다.

도 2에서와 같이, 그래프 a₁, b₁, c₁, d₁은 각각 면내 리타데이션 값이 5㎚, 30㎚, 40㎚, 50㎚인 경우의 블랙 휘도를 나타낸 것이며, 면내 리타데이션 값이 증가할수록 빛샘이 줄어들고 블랙 상태가 우수함을 알 수 있다.

다음, 러빙 방향에서의 시야각에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 러빙 방향에서의 대비비를 도시한 것으로서, 가로 방향의 축은 러빙 방향을 기준으로 바라보는 각도를 나타내고 세로 방향의 축은 대비비를 나타낸 것으로 대비비가 10이상을 나타내는 각도가 시야각을 나타낸다.

도 3에서와 같이, 그래프 a₂, b₂, c₂, d₂는 각각 면내 리타데이션 값이 5㎚, 30㎚, 40㎚, 50㎚인 경우의 시야각을 나타낸 것이다.

도 3에서와 같이, 러빙 방향에서의 시야각은 면내 리타데이션 값이 5㎚일 때 좌우 방향에서 각각 50도 및 50도이고, 30㎚일 때 53도 및 54도이고, 40㎚일 때 60도 및 60도이고, 50㎚일 때 63도 및 64이다. 따라서, 면내 리타데이션 값이 증가할수록 시야각이 증가함을 알 수 있다.

여기서는 보상 필름의 제조 여건 상 면내 리타데이션 값을 무한정 크게 제조할 수 없으나, 면내 리타데이션 값을 크게 할수록 러빙 방향에서 블랙 상태에서의 빛샘을 줄이며 시야각을 개선할 수 있을 것으로 예측된다.

이와 같이 본 발명에서는 보상 필름의 면내 리타데이션 값을 크게 하여 러빙 방향에서 블랙 상태에서의 빛샘을 줄이며 시야각을 개선할 수 있다.

Claims

서로 마주하는 제1 및 제2 절연 기판,

상기 제1 및 제2 기판의 바깥쪽에 각각 부착되어 있는 제1 및 제2 WV 필름,

상기 제1 및 제2 WV 필름의 바깥쪽에 각각 부착되어 있는 제1 및 제2 보상 필름,

상기 제1 및 제2 보상 필름의 바깥쪽에 각각 부착되어 있는 제1 및 제2 편광판,

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있는 OCB형 액정층

을 포함하며,

상기 제1 및 제2 보상 필름의 면내 리타데이션 값이 30㎚ 이상인 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 보상 필름의 면내 리타데이션 값이 30㎚ 내지 60㎚인 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 기판의 안쪽에 각각 형성되어 있는 제1 및 제2 배향막을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 WV 필름의 배향축은 각각 상기 제1 및 제2 배향막의 러 빙 방향과 평행한 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 보상 필름의 지지체의 연신축이 각각 상기 제1 및 제2 편광판의 투과축과 일치하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 WV 필름의 배향축이 각각 상기 제1 및 제2 편광판의 투과축과 45도를 이루는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 WV 필름은 각각 지지체 위에 배향축에 따라 액정층이 배향되어 있는 것인 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 제1 WV 필름의 지지체 위에 배향되어 있는 액정층은 상기 OCB형 액정층 중 상기 제1 기판에 인접해 있는 액정 분자와 반대 방향으로 틀어져 있고,

상기 제2 WV 필름의 지지체 위에 배향되어 있는 액정층은 상기 OCB형 액정층 중 상기 제2 기판에 인접해 있는 액정 분자와 반대 방향으로 틀어져 있는 액정 표시 장치.