KR100957567B1 - 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

프리틸트각이 최적화되어 응답 속도 및 콘트라스트비가 향상된 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치가 개시된다. 상기 액정 표시 패널은 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 포함한다. 상기 제1 기판은 제1 방향으로 러빙된 제1 배향막을 포함한다. 상기 제2 기판은 기판과, 상기 기판의 면과 평행한 수평부분과, 상기 기판의 면에 대하여 90°이하의 경사각을 갖는 경사부분과, 상기 수평부분 상에 배치되어 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막을 포함하고 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 수평부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 86°이상 89°미만이고 상기 경사부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 90°이하이며 수직 배향된 액정을 포함한다. 따라서, 리버스 도메인(Reverse Domain)이 감소하고 액정의 응답 속도 및 콘트라스트비가 향상된다.

Description

액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다.

도 3은 상기 도 2의 A-A'라인의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광학 조건을 나타내는 사시도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광학 조건을 나타내는 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 상부 기판 102 : 블랙 매트릭스

104 : 컬러 필터 106 : 공통 전극

107 : 상부 배향막 108 : 액정층

109 : 하부 배향막 110 : 스페이서

112 : 화소 전극 114 : 유기막

116 : 패시베이션막 118a : 소오스 전극

118a' : 소오스 라인 118b : 게이트 전극

118b' : 게이트 라인 118c : 드레인 전극

119 : 스위칭 소자 120 : 하부 기판

130 : 상부 광학 필름 어셈블리 132 : 상부 λ/4 위상차 필름

134 : 상부 편광판 140 : 하부 광학 필름 어셈블리

142 : 하부 λ/4 위상차 필름 144 : 하부 편광판

150 : 수평 부분 160 : 경사 부분

165 : 투과창 170 : 제1 기판

180 : 제2 기판

본 발명은 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 프리틸트각이 최적화되어 응답 속도 및 콘트라스트비가 향상된 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 박막 트랜지스터가 형성된 어레이 기판(Array Substrate) 및 컬러 필터 기판(Color Filter Substrate) 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계(Electric Field)를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다.

종래의 액정 표시 장치는 액정 표시 패널 및 광학 필름 어셈블리를 포함한다. 상기 액정 표시 패널은 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 포함한다. 상기 제1 기판은 공통 전극을 포함한다. 상기 제2 기판은 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 사이에 개재된다. 상기 광학 필름 어셈블리는 편광판을 포함한다.

상기 액정층 내의 액정은 소정의 방향으로 배향되며, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 가해진 전계에 의해 상기 액정의 배열이 변화되어 상기 액정층을 투과하는 광의 양을 조절한다.

상기 액정층은 트위스트 배향(Twisted Nematic; TN), 슈퍼 트위스트 배향(Super Twisted Nematic; STN), 엠티엔 배향(Mixed Twisted Nematic; MTN), 호모지니우스 배향(Homogeneous Alignment), 수직 배향(Vertical Alignment; VA) 등의 모드를 포함한다.

상기 트위스트 배향, 슈퍼 트위스트 배향 및 엠티엔 배향을 이용한 기술은 전계가 가해지지 않은 상태에서 액정을 일정한 각도로 트위스트시켜서 배향한다. 그러나, 액정이 트위스트된 경우, 빛의 편광 특성에 의해 광의 손실이 발생하여 투과율이 떨어진다.

또한, 상기 호모지니우스 배향된 액정은 응답시간이 길어서 액정 표시 장치의 화질이 감소한다.

또한, 상기 트위스트 배향을 이용한 액정 표시 장치의 경우 노말리 화이트 모드(Normally White Mode)가 주로 사용되나 상기 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치의 경우 노말리 블랙 모드(Normally Black Mode)가 주로 사용된다. 상기 수직 배향을 이용한 기술은 전계가 가해지지 않은 상태에서 액정의 초기 배향을 수직 방향으로 한다.

상기 노말리 화이트 모드(Normally White Mode)는 전계가 가해지지 않은 상태에서 광을 투과시켜서 백색을 디스플레이하고, 상기 노말리 블랙 모드(Normally Black Mode)는 전계가 가해지지 않은 상태에서 두 장의 편광판을 이용하여 광을 차단하여 검은색을 디스플레이한다. 전계가 가해지지 않은 상태에서 검은색을 디스플레이 하는 경우 콘트라스트비(Contrast Ratio)가 커지는 장점이 있다.

그러나, 상기 액정이 완전히 수직으로 배향되는 경우, 상기 액정 표시 장치의 표면 단차에 의해 액정의 일부가 상기 표면 단차를 따라서 배향되고, 전계에 의해 상기 액정이 응답하는 시간이 증가하는 문제점이 발생한다.

따라서, 상기 수직 배향 모드의 액정을 일정한 각도로 기울여서 응답 시간을 줄일 수 있다. 대한민국 공개특허공보 제 2003-0022691호(이하 "종래 기술"이라 함)에는 액정 분자에 85°초과 90°이하의 프리틸트각(Pretilt Angle)을 부여할 수 있는 고분자 재료를 갖는 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 그러나, 상기 종래 기술은 액정을 배향하는 배향막에 사용되는 재료를 청구하고 있을 뿐, 단차진 부분을 포함하는 액정 표시 장치에서 프리틸트각에 따른 액정의 특성에 대해서는 침묵하고 있다.

상기 단차진 부분이 없는 액정 표시 장치의 경우 액정의 프리틸트각이 일정 한 값을 갖는다. 그러나, 단차진 부분을 포함하는 액정 표시 장치는 기판의 면에 평행한 수평부분 및 상기 기판의 면과 일정한 경사를 이루는 경사부분을 포함하고, 상기 수평부분에 대응하는 액정의 프리틸트각 및 상기 경사부분에 대응하는 액정의 프리틸트각이 서로 다른 값을 갖는다. 액정 표시 장치의 상기 액정의 프리틸트각이 90°에 가까운 값을 가지며 상기 액정 표시 장치가 상기 단차진 부분을 포함하는 경우, 상기 경사부분에 리버스 도메인(Reverse Domain)이 형성되고 액정의 응답시간이 증가하는 문제점이 발생한다. 상기 액정의 프리틸트각이 85°이하의 값을 갖는 경우, 콘트라스트비가 감소하는 문제점이 발생한다. 특히, 상기 리버스 도메인 내에 배치된 액정은 응답시간이 커서 빛샘 현상 및 잔상 현상이 발생한다. 이때, 상기 응답 시간은 상기 액정이 전계에 의해 응답하는 시간이고, 상기 리버스 도메인은 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 표면 단차에 의해 상기 액정의 일부가 역방향으로 기울어지는 영역(Reverse Domain)이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은, 프리틸트각이 최적화되어 응답 속도 및 콘트라스트비가 향상된 액정 표시 패널을 제공하는데 있다.

본 발명의 제2 목적은, 상기 액정 표시 패널을 갖는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널 은 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 포함한다. 상기 제1 기판은 제1 방향으로 러빙된 제1 배향막을 포함한다. 상기 제2 기판은 기판과, 상기 기판의 면과 평행한 수평부분과, 상기 기판의 면에 대하여 90°이하의 경사각을 갖는 경사부분과, 상기 수평부분 상에 배치되어 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막을 포함하고 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 수평부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 86°이상 89°미만이고 상기 경사부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 90°이하이며 수직 배향된 액정을 포함한다.

상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널 및 상부 광학 필름 어셈블리를 포함한다.

상기 액정 표시 패널은 제1 방향으로 러빙된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판과, 기판과 상기 기판의 면에 대하여 90°이하의 경사각을 갖는 경사부분과 상기 기판과 평행한 수평부분과 상기 수평부분 상에 배치되어 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막을 포함하고 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 수평부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 86°이상 89°미만이고 상기 경사부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 90°이하이며 수직 배향된 액정을 포함하는 액정층을 포함한다.

상기 상부 광학 필름 어셈블리는 상기 액정 표시 패널 상에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름과, 상기 상부 λ/4 위상차 필름 상에 배치된 상부 편광판을 포함 한다.

바람직하게는, 상기 액정 표시 장치는 상기 액정 표시 패널의 하부 표면상에 배치된 하부 광학 필름 어셈블리를 더 포함한다. 상기 하부 광학 필름 어셈블리는 하부 λ/4 위상차 필름 및 편광판을 포함한다. 상기 하부 λ/4 위상차 필름은 상기 액정 표시 패널의 하부 표면상에 배치된다. 상기 하부 편광판은 상기 하부 λ/4 위상차 필름 상에 배치된 하부 편광판을 포함한다.

상기 λ/4 위상차 필름은 패스트 축(Fast Axis) 및 슬로우 축(Slow Axis)을 포함한다. 상기 패스트 축(Fast Axis)은 상기 λ/4 위상차 필름을 진행하는 광의 속도가 빨라지는 방향이고, 상기 슬로우 축(Slow Axis)은 상기 패스트 축과 90°의 각도를 가지며 진행하는 광의 속도가 느려지는 방향이다. 상기 편광판은 상기 흡수축과 동일한 방향으로 진동하는 광을 차단한다.

편광 성분을 갖는 광의 속도가 상기 두 방향에서 차이가 발생하면, 하나의 편광성분의 위상이 다른 하나의 편광성분의 위상보다 지연되어 상기 광의 편광 상태가 변화된다.

상기 제1 배향막은 상부 배향막을 포함하고, 상기 제2 배향막은 하부 배향막을 포함한다.

따라서, 상기 수평부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 86°이상 89°미만이어서, 상기 액정층 내에서 리버스 도메인이 감소하고 상기 액정 표시 장치의 응답 속도 및 콘트라스트비가 향상된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하 게 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이며, 도 3은 상기 도 2의 A-A'라인의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 액정 표시 패널, 상부 광학 필름 어셈블리(130) 및 하부 광학 필름 어셈블리(140)를 포함한다.

상기 액정 표시 패널은 제1 기판(170), 제2 기판(180) 및 액정층(108)을 포함한다. 상기 제1 기판(170)은 상부 기판(100), 블랙 매트릭스(Black Matrix, 102), 컬러 필터(Color Filter, 104), 공통 전극(Common Electrode, 106), 상부 배향막(Upper Alignment Film, 107) 및 스페이서(Spacer, 110)를 포함한다. 상기 제2 기판(180)은 하부 기판(120), 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 119), 소오스 라인(Source Line, 118a'), 게이트 라인(Gate Line, 118b'), 게이트 절연막(Gate Insulating Layer, 126), 패시베이션막(Passivation Layer, 116), 유기막(114), 화소 전극(Pixel Electrode, 112), 하부 배향막(Lower Alignment Film, 109), 투과창(165), 수평 부분(150) 및 경사 부분(160)을 포함한다.

상기 상부 기판(100) 및 상기 하부 기판(120)은 광을 통과시킬 수 있는 투명한 재질의 유리를 사용한다. 상기 유리는 무알칼리 특성이다. 상기 유리가 알칼리 특성인 경우, 상기 유리에서 알칼리 이온이 액정 셀 중에 용출되면 액정 비저항이 저하되어 표시 특성이 변하게 되고, 상기 씰과 유리와의 부착력을 저하시키고, 스 위칭 소자의 동작에 악영향을 준다. 상기 유리의 품질이 낮은 경우, 상기 액정 표시 장치의 화질 및 수율을 저하시킨다.

상기 블랙 매트릭스(102)는 상기 반사 영역(160)에 대응하는 상기 상부 기판(100)의 일부에 형성되어 광을 차단한다. 상기 블랙 매트릭스(102)는 액정을 제어할 수 없는 영역을 통과하는 광을 차단하여 화질을 향상시킨다. 상기 블랙 매트릭스(102)는 사진 공정(Photo Process)에 의하여 불투명한 안료를 포함하는 포토레지스트를 상기 상부 기판(100)의 전면에 도포한 후에 노광하고 현상하여 형성된다. 이때, 사진식각 공정(Photolithography Process)에 의하여 상기 블랙 매트릭스(102)를 형성할 수도 있다.

상기 컬러 필터(104)는 상기 블랙 매트릭스(102)가 형성된 상기 상부 기판 상에 형성되어 소정의 파장의 광만을 선택적으로 투과시킨다. 바람직하게는, 상기 컬러 필터(104)는 안료를 포함하는 포토레지스트를 상기 상부 기판(100)의 전면에 도포한 후에, 노광하고 현상하여 형성된다. 이때, 상기 컬러 필터(104)가 상기 하부 기판(120) 상에 배치될 수도 있다.

상기 공통 전극(106)은 상기 블랙 매트릭스(102) 및 상기 컬러 필터(104)가 형성된 상기 상부 기판(100)의 전면에 형성된다. 상기 공통 전극(106)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ZO(Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전성 물질을 포함한다. 이때, 상기 공통 전극(106)이 상기 하부 기판(120) 상에 상기 화소 전극(112)과 나란히 배치될 수도 있다. 또한, 상기 스페이스(110)를 형성한 후에 상기 공통 전극(106)이 형성될 수도 있다.

상기 스페이서(110)는 상기 공통 전극(106)이 형성된 상기 상부 기판(100) 상에 형성된다. 상기 스페이서(110)에 의해 상기 제1 기판(170) 및 상기 제2 기판(180) 사이의 간격이 일정하게 유지된다. 바람직하게는, 상기 스페이서(110)는 상기 블랙 매트릭스(102)에 대응하여 배치된다. 이때, 상기 스페이서(110)가 컬럼 스페이서(Column Spacer), 볼 스페이서(Ball Spacer) 또는 상기 컬럼 스페이서와 상기 볼 스페이서가 혼합된 스페이서일 수도 있다. 또한, 상기 스페이서(110)는 상기 박막 트랜지스터(119)에 대응하여 배치될 수도 있다.

상기 상부 배향막(107)은 상기 공통 전극(107) 상에 배치되어 상기 액정층(108) 내의 액정을 일정한 방향으로 배향한다. 바람직하게는, 상기 상부 배향막(107)은 제1 방향으로 러빙(Rubbing)된다. 프리틸트각(θ1, θ2)은 상기 수평부분(150)에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각인 제1 프리틸트각(θ1) 및 상기 경사부분(160)에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각인 제2 프리틸트각(θ2)을 포함한다. 상기 프리틸트각(θ1, θ2)은 상기 상부 배향막(107)과 상기 하부 배향막(109)의 종류 및 상기 러빙의 강도에 의해 영향을 받는다. 바람직하게는, 상기 상부 배향막(107) 및 상기 하부 배향막(109)은 일본의 JSR사의 수직 배향막을 포함한다.

상기 박막 트랜지스터(119)는 상기 하부기판(120) 상에 형성되며 소오스 전극(118a), 게이트 전극(118b), 드레인 전극(118c) 및 반도체층 패턴을 포함한다. 구동회로(도시되지 않음)는 데이터 전압을 출력하여 소오스 라인(118a')을 통해서 상기 소오스 전극(118a)에 전달하고, 선택 신호를 출력하여 게이트 라인(118b')을 통해서 상기 게이트 전극(118b)에 전달한다.

상기 스토리지 커패시터(도시되지 않음)는 상기 하부 기판(120) 상에 형성되어 상기 공통 전극(106)과 상기 화소 전극(112) 사이의 전위차를 유지시켜준다. 상기 스토리지 캐패시터(도시되지 않음)는 전단 게이트 방식 또는 독립 배선 방식이다.

상기 게이트 절연막(126)은 상기 게이트 전극(118b)이 형성된 상기 하부 기판(120)의 전면에 배치되어 상기 게이트 전극(118b)을 상기 소오스 전극(118a) 및 상기 드레인 전극(118c)과 전기적으로 절연한다. 상기 게이트 절연막(126)은 실리콘 질화물(SiNx)을 포함한다.

상기 패시베이션막(116)은 상기 박막 트랜지스터(119)가 형성된 상기 하부 기판(120) 상의 전면에 배치되고, 상기 드레인 전극(118c)의 일부를 노출하는 개구부를 포함한다. 상기 패시베이션막(126)은 실리콘 질화물(SiNx)을 포함한다.

상기 유기막(114)은 상기 박막 트랜지스터(119) 및 상기 패시베이션막(126)이 형성된 상기 하부 기판(120) 상에 배치되고 상기 드레인 전극(118c)의 일부를 노출하는 개구부 및 광을 투과하는 투과창을 포함한다. 상기 유기막(114)에 의해 상기 액정층(108)의 두께가 조절된다. 또한, 상기 유기막(114)은 상기 박막 트랜지스터(119), 상기 소오스 라인(118a'), 상기 게이트 라인(118b') 등이 배치되어 서로 다른 높이를 갖는 상기 하부 기판(120)의 표면을 평탄화 하는 역할도 한다.

바람직하게는, 상기 유기막(114)의 상부 표면은 오목부(Recess) 및 볼록부(Protrusion)를 포함한다.

상기 화소 전극(112)은 상기 유기막(114)의 상부 표면 및 상기 드레인 전극(118c)의 일부를 노출하는 개구부의 내면 상에 형성되어 상기 드레인 전극(118c)과 전기적으로 연결된다. 상기 화소 전극(112)은 상기 공통 전극(106)과의 사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정층(108) 내의 액정을 제어하여 광의 투과를 조절한다. 상기 화소 전극(112)은 투명한 도전성 물질인 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 산화 아연(Zinc Oxide, ZO) 등을 포함한다.

이때, 상기 유기막(114)의 일부 또는 상기 화소 전극(112)의 일부 상에 반사 전극(도시되지 않음)이 배치될 수도 있다. 상기 반사 전극(도시되지 않음)은 상기 액정 표시 패널로 입사되는 외부광을 반사시킨다.

상기 하부 배향막(109)은 상기 화소 전극(112)이 형성된 상기 하부 기판(120)의 전면에 배치된다. 바람직하게는, 상기 하부 배향막(109)의 배향 방향은 상기 상부 배향막(107)의 배향 방향의 반대 방향인 제2 방향이다.

상기 구동 회로(도시되지 않음)는 상기 박막 트랜지스터(119)를 통해서 상기 화소 전극(112)에 데이터 전압을 제공하여 상기 공통 전극(106)과 상기 화소 전극(112)의 사이에 전계를 형성한다.

상기 수평 부분(150)은 상기 제2 기판(180)의 상부 표면 중에서 평평한 부분이다. 상기 경사 부분(160)은 상기 제2 기판(180)의 상부 표면 중에서 상기 개구부 및 상기 투과창(165)의 주변부를 포함하며, 상기 기판의 표면에 대해 90°이내의 경사를 갖는다.

상기 액정층(108)은 상기 제1 기판(170) 및 상기 제2 기판(180) 사이에 배치되어 씰(Seal, 도시되지 않음)에 의해 밀봉된다.

상기 제1 프리틸트각(θ1)은 86°이상 89°미만이다. 상기 제2 프리틸트각(θ2)은 90°이하이다. 상기 제2 프리틸트각(θ2)이 90°를 초과하는 경우, 상기 액정층(108) 내에 리버스 도메인(Reverse Domain)이 형성되어 액정의 응답시간이 증가한다. 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 감소할수록 상기 수평부분(150)에 대응하는 액정의 탄성에 의해 상기 경사부분(160)에 대응하는 액정이 힘을 받아서 상기 제2 프리틸트각(θ2)이 감소한다. 상기 경사부분(160)은 러빙이 불량하기 때문에, 상기 제2 프리틸트각(θ2)을 조절하기 위하여 상기 제1 프리틸트각(θ1)을 조절한다.

상기 프리틸트각(θ1, θ2)이 감소할수록 상기 액정의 응답시간이 감소한다. 상기 액정의 응답시간이 감소하는 경우, 잔상 현상이 감소하여 상기 액정 표시 장치의 화질이 향상된다. 상기 액정층(108) 내의 액정은 수직 배향 모드로 배향된다.

바람직하게는, 상기 제1 프리틸트각(θ1)은 40ms이하의 응답시간을 갖는 각도보다 작고, 상기 제1 프리틸트각(θ1)은 300이하의 콘트라스트비를 갖는 각도보다 크다. 더욱 바람직하게는, 상기 제1 프리틸트각(θ1)은 87°이다.

상기 상부 광학 필름 어셈블리(130)는 상부 λ/4 위상차 필름(132) 및 상부 편광판(134)을 포함하고, 상기 하부 광학 필름 어셈블리(140)는 하부 λ/4 위상차 필름(142) 및 하부 편광판(144)을 포함한다.

상기 상부 광학 필름 어셈블리(130)와 상기 하부 광학 필름 어셈블리(140)는 서로 마주 보는 위치에 배치되며, 상기 상부 편광판(134)과 상기 하부 편광판(144) 의 흡수축은 서로 90°의 각도를 갖는다. 상기 상부 편광판(134)과 상기 하부 편광판(144)의 흡수축이 서로 90°의 각도를 가지고 상기 액정이 수직 배향되는 경우, 노말리 블랙 모드(Normally Black Mode)를 구현하여 화질이 향상된다. 즉, 상기 전극들(106, 112)에 전압이 인가되지 않는 경우, 상기 노말리 블랙 모드에서는 광이 차단되어 빛샘현상이 감소하여 화질이 향상된다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광학 조건을 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 상부 λ/4 위상차 필름(132)은 상기 제1 기판(100)의 상부 표면상에 배치되고, 상기 상부 λ/4 위상차 필름(132)의 슬로우 축(Slow Axis, D1)은 상기 액정 표시 패널의 수평 방향을 기준으로 90°의 각도를 갖는다. 상기 상부 편광판(134)은 상기 상부 λ/4 위상차 필름(132) 상에 배치되고, 상기 상부 편광판(134)의 흡수축(P1)은 상기 수평 방향을 기준으로 반시계 방향으로 135°의 각도를 갖는다. 따라서, 상기 상부 편광판(134)의 흡수축(P1)과 상기 상부 λ/4 위상차 필름(132)의 슬로우 축이 서로 45°의 각도를 가진다.

상기 하부 λ/4 위상차 필름(142)은 상기 제2 기판의 하부 표면상에 배치되고, 상기 하부 λ/4 위상차 필름(142)의 슬로우 축(Slow Axis, D2)은 상기 수평 방향과 동일하다. 상기 하부 편광판(144)은 상기 하부 λ/4 위상차 필름(142) 상에 배치되고, 상기 하부 편광판(144)의 흡수축(P2)은 상기 수평 방향을 기준으로 반시계 방향으로 45°의 각도를 갖는다. 따라서 상기 하부 편광판(144)의 흡수축(P2)과 상기 하부 λ/4 위상차 필름(142)의 슬로우 축이 서로 45°의 각도를 가진다.

도 3을 다시 참조하면, 상기 제1 기판(170)의 상기 상부 배향막(107)의 러빙 방향(R1)인 상기 제1 방향은 상기 수평 방향을 기준으로 반시계 방향으로 110°의 각도를 가지며, 상기 제2 기판(180)의 상기 하부 배향막(109)의 러빙 방향(R2)인 상기 제2 방향은 상기 수평 방향을 기준으로 시계 방향으로 70°의 각도를 갖는다.

550nm의 파장을 갖는 광을 기준으로 하는 경우, 상기 상부 λ/4 위상차 필름(132) 및 상기 하부 λ/4 위상차 필름(142)의 △nd는 140nm이다.

따라서, 상기 액정층(108) 내의 액정의 상기 프리틸트각(θ)이 86°이상 89°미만이고 서로 반대 방향으로 러빙된 상기 상부 배향막(107) 및 상기 하부 배향막(109)을 가져서, 상기 응답 속도 및 상기 콘트라스트비가 향상된다.

실시예 2

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광학 조건을 나타내는 사시도이다. 본 실시예에서 러빙 방향을 제외한 나머지 구성 요소들은 실시예 1과 동일하므로 중복된 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

도 5를 참조하면, 상기 상부 λ/4 위상차 필름(132)의 슬로우 축(Slow Axis, D1)은 상기 액정 표시 패널의 수평 방향을 기준으로 90°의 각도를 갖는다. 상기 상부 편광판(134)의 흡수축(P1)은 상기 수평 방향을 기준으로 반시계 방향으로 135°의 각도를 갖는다.

상기 하부 λ/4 위상차 필름(142)의 슬로우 축(Slow Axis, D2)은 상기 수평 방향과 동일하다. 상기 하부 편광판(144)의 흡수축(P2)은 상기 수평 방향을 기준으로 반시계 방향으로 45°의 각도를 갖는다.

도 3을 다시 참조하면, 상기 제1 기판(170)의 상기 상부 배향막(107)의 러빙 방향(R3)은 상기 수평 방향을 기준으로 반시계 방향으로 110°의 각도를 가지며, 상기 제2 기판(180)의 상기 하부 배향막(109)의 러빙 방향(R4)은 상기 수평 방향을 기준으로 시계 방향으로 25°의 각도를 갖는다.

550nm의 파장을 갖는 광을 기준으로 하는 경우, 상기 상부 λ/4 위상차 필름(132) 및 상기 하부 λ/4 위상차 필름(142)의 △nd는 140nm이다.

따라서, 상기 액정층(108)내의 액정의 상기 프리틸트각(θ)이 86°이상 89°미만이고 서로 45°의 각도를 갖는 방향으로 러빙된 상기 상부 배향막(107) 및 상기 하부 배향막(109)을 가져서, 상기 응답 속도 및 상기 콘트라스트비가 향상된다.

실험예 1

본 실험예의 액정 표시 장치는 본 발명의 제1 실시예의 액정 표시 장치이므로 중복된 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 표 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 프리틸트각(θ1)에 따른 응답 시간 및 콘트라스트비를 나타낸다.

상기 상부 배향막(107) 및 상기 하부 배향막(109)은 JSR사의 수직 배향막을 사용하였으며, 러빙 강도에 변화를 주었다.

제1 프리틸트각(θ1)	리버스 도메인 (육안관찰)	응답시간(ms)	콘트라스트비
89	없음	40	450
88	없음	15	440
87	없음	14	400
86	없음	13	360

표 1을 참조하면, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 86°내지 89°인 경우에 육안으로 확인되는 리버스 도메인이 존재하지 않았다. 따라서, 상기 제2 프리틸트각(θ2)이 90°이하였다. 상기 액정층(108) 내의 액정의 응답 시간은 13ms 내지 40ms 이었으며, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 증가할수록 상기 응답 시간이 증가했다. 상기 액정 표시 장치의 콘트라스트비는 360 내지 450 이었으며, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 증가할수록 상기 콘트라스트비가 증가했다. 특히, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 86°내지 88°인 경우에 상기 제1 프리틸트각(θ1)에 따라 상기 응답시간 및 상기 콘트라스트비가 선형적(Linear)으로 증가하였다.

상기 리버스 도메인의 발생여부는 육안으로 검사했다. 상기 육안 검사자는 교정 시력 0.7이상이며 색을 인지할 수 있는 사람으로 0.02mm이상의 크기를 갖는 리버스 도메인을 인지할 수 있었다.

상기 액정 표시 장치의 화질은 상기 응답 시간이 감소하고 상기 콘트라스트비가 증가할수록 향상되므로, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 87°인 경우에 상기 응답 시간 및 상기 콘트라스트비가 균형을 이뤄서 상기 액정 표시 장치의 화질이 가장 우수했다.

비교실험예 1

본 비교실험예에서 프리틸트각(θ1, θ2)을 제외한 나머지 구성 요소들은 실험예 1과 동일하므로 중복된 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 표 2는 수직 배향된 액정을 갖는 액정 표시 장치의 제1 프리틸트각(θ1)에 따른 응답 시간 및 콘트라스트비를 나타낸다.

제1 프리틸트각(θ1)	리버스 도메인 (육안관찰)	응답시간(ms)	콘트라스트비
90	있음	측정불가	측정불가
85	없음	12	280
80	없음	12	60

표 2를 참조하면, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 90°인 경우에 육안으로 리버스 도메인이 관찰되었다. 따라서, 상기 제2 프리틸트각(θ2)이 90°이상이었다. 상기 액정층(108) 내의 액정의 응답 시간 및 콘트라스트비는 측정할 수 없었으며, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 증가할수록 상기 응답 시간 및 상기 콘트라스트비가 증가했다.

상기 제1 프리틸트각(θ1)이 80°내지 85°인 경우에 육안으로 확인되는 리버스 도메인이 존재하지 않았다. 상기 액정층(108) 내의 액정의 응답 시간은 12ms이었다. 상기 액정 표시 장치의 콘트라스트비는 280이하였으며, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 감소할수록 상기 콘트라스트비가 급격히 감소했다.

따라서, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 90°에 인접하는 경우에는 상기 리버스 도메인에 의해 응답 시간의 증가하여 상기 액정 표시 장치의 화질이 저하되었다. 또한, 상기 제1 프리틸트각(θ1)이 85°이하인 경우에는 상기 콘트라스트비가 급격히 감소하여 상기 액정 표시 장치의 화질이 저하되었다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 상기 수평부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 86°이상 89°미만이어서, 상기 액정층 내에서 리버스 도메인이 감소하고 상기 액정 표시 장치의 응답 속도 및 콘트라스트비가 향상된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 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.

Claims (10)

1. 제1 방향으로 러빙된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판;

   기판과, 상기 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극과, 상기 기판의 면과 평행한 수평부분과, 상기 기판의 면에 대하여 90°이하의 경사각을 갖는 경사부분과, 상기 수평부분 상에 배치되어 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막을 포함하고 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판; 및

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 수평부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 86°이상 89°미만이고 상기 경사부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 90°이하이며 수직 배향된 액정을 포함하는 액정층을 포함하고,

   상기 경사부분은, 상기 화소 전극과 상기 박막 트랜지스터를 연결하기 위해, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 개구부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 폴리미드(Polyimide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 각이 90°이상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 각이 180 ±10°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 화소 전극은, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 전기적으로 연결된 투명 전극 및 상기 드레인 전극에 전기적으로 연결되고 외부광을 반사시키는 반사 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
7. 제1 방향으로 러빙된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판과,

   기판과 상기 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극과 상기 기판의 면에 대하여 90°이하의 경사각을 갖는 경사부분과 상기 기판과 평행한 수평부분과 상기 수평부분 상에 배치되어 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막을 포함하고 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판과,

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 수평부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 86°이상 89°미만이고 상기 경사부분에 대응하는 액정의 장축과 상기 제2 방향 사이의 각이 90°이하이며 수직 배향된 액정을 포함하는 액정층을 포함하는 액정 표시 패널; 및

   상기 액정 표시 패널 상에 배치된 상부 λ/4 위상차 필름과,

   상기 상부 λ/4 위상차 필름 상에 배치된 상부 편광판을 포함하는 상부 광학 필름 어셈블리를 포함하고,

   상기 경사부분은, 상기 화소 전극과 상기 박막 트랜지스터를 연결하기 위해, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 개구부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 액정 표시 패널의 하부 표면상에 배치된 하부 λ/4 위상차 필름과, 상기 하부 λ/4 위상차 필름 상에 배치된 하부 편광판을 포함하는 하부 광학 필름 어셈블리를 더 포함하는 액정 표시 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 상부 편광판의 흡수축과 상기 하부 편광판의 흡수축이 90°의 각도를 갖고, 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축과 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축이 서로 90°의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 상부 편광판의 흡수축과 상기 상부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축이 서로 45°의 각도를 가지며, 상기 하부 편광판의 흡수축과 상기 하부 λ/4 위상차 필름의 슬로우 축이 서로 45°의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

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