KR101102026B1 - 액정표시장치와 그 제조방법 - Google Patents
액정표시장치와 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101102026B1 KR101102026B1 KR1020040105193A KR20040105193A KR101102026B1 KR 101102026 B1 KR101102026 B1 KR 101102026B1 KR 1020040105193 A KR1020040105193 A KR 1020040105193A KR 20040105193 A KR20040105193 A KR 20040105193A KR 101102026 B1 KR101102026 B1 KR 101102026B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid crystal
- ferroelectric liquid
- substrate
- crystal layer
- crystal display
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
- G02F1/133726—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films made of a mesogenic material
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
- G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
본 발명은 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것으로, 그 액정표시장치는 광흡수축을 가지는 상부 편광판이 형성되는 상부기판과; 상기 상부 편광판의 광흡수측과 실질적으로 나란한 광흡수축을 가지는 하부 편광판이 형성되는 하부기판과; 상기 상부기판 상에 형성된 상부 전극 및 상부 배향막; 상기 하부기판 상에 형성된 하부 전극 및 하부 배향막; 상기 상부기판과 상기 하부기판 중 어느 하나에 형성된 강유전성 액정층과; 상기 강유전성 액정층과 접하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 형성되는 네마틱계 액정층을 구비한다.
Description
도 1은 면내 스위칭 모드의 액정표시소자를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 대각방향에서 볼 때 면내 스위칭 모드의 액정표시소자에 형성된 상부 편광판과 하부 편광판의 광흡수측의 각도를 나타내는 도면이다.
도 3은 면내 스위칭 모드에서의 대각 방향에서의 빛샘을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서 노말리 화이트 모드 또는 화이트 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서 노말리 블랙 모드 또는 블랙 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서 강유전성 액정과 네마틱계 액정의 구동 메커니즘을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 액정표시장치들을 나타내는 단면도들이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
12, 18, 21, 31, 121, 131, 221, 231, 321, 331, 421, 431 : 유리기판
15, 16, 22, 32, 122, 132, 222, 232, 322, 332, 422, 422 : 전극
13, 17, 23, 33, 123, 133, 223, 233, 323, 333, 423, 423 : 배향막
24, 34, 124, 224, 334, 434 : 강유전성 액정
25, 35 : 광중합성 모노머
30, 130, 230, 330, 430 : 네마틱계 액정
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 시야각을 확대하고 대각 방향에서의 화질저하를 줄이도록 한 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정셀에 인가되는 전계를 제어하여 액정셀에 입사되는 광을 변조함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정표시소자는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직전계 방식과 수평전계 방식으로 대별될 수 있다.
수직 전계방식은 수직으로 대향하는 상부기판과 하부기판에 수직으로 대향하 는 화소전극과 공통전극을 형성하고 그 전극들에 인가되는 전압으로 액정셀에 수직방향으로 전계를 인가하게 된다. 이 수직 전계방식의 대표적인 비틀린 네마틱 모드(Twisted Nematic mode, TN 모드)는 현재 가장 많이 적용되고 있다. 그런데 비틀린 네마틱 모드는 개구율이 비교적 넓지만 시야각에 따라 관찰자가 느끼는 액정의 굴절율이 현저히 다르기 때문에 광시야각 구현이 어려운 단점이 있다.
수평 전계방식은 동일 기판 상에 형성되는 전극들 사이에 전기장을 형성하고 그 전기장으로 액정분자들을 구동시키는 면내 스위칭 모드(In plane switching mode, IPS 모드)가 대표적이다. 면내 스위칭 모드는 도 1과 같이 한 쪽의 하부 유리기판(18) 상에 화소전극(16)과 공통전극(15)이 형성되고 그 전극들(15, 16) 사이에 인가되는 전압차에 의해 수평방향의 전기장(20)이 형성된다. 이 수평방향의 전기장(20)에 의해 액정분자(14)는 기판의 면방향 내에서 회전하여 액정층을 통과하는 광의 편광성분을 변조한다.
도 1에 있어서, 도면부호 '11'과 '19'는 상부 유리기판(12)과 하부 유리기판(18)에 부착되는 편광판들(polarizer)로써, 정면에서 보면 (front obserbation) 그 편광판들(11, 19)에 형성되는 편광 흡수축 또는 투과축(11A, 19A)은 90°로 직교한다.
도면부호 '13'과 '17'은 상부 유리기판(12)과 하부 유리기판(18) 각각에 형성되는 배향막이다. 일반적으로 배향막은 폴리이미드(Polyimide)로 이루어지고 러빙과 같은 방법으로 배향처리된다.
이러한 면내 스위칭 모드에 있어서, 액정층을 통과하는 광이 액정층에 의해 그 선편광이 변하게 되면 상부 편광판(11)을 통과하여 관찰자 쪽으로 진행하는 반면에 액정층을 통과하는 광의 편광성분이 액정층을 통과할 때 변하지 않으면 상부 편광자(11)를 통과하지 못한다.
그런데 면내 스위칭 모드는 화소전극(16)과 공통전극(15) 상에서 액정분자들(14)에 인가되는 전기장이 굽어지기 때문에 그 전극들(15, 16) 상에서 광 스위칭이 정상적으로 이루어지지 못하고, 그로 인하여 개구율이 낮은 단점이 있다. 또한, 면내 스위칭 모드의 액정표시장치를 도 2와 같이 대각방향에서 볼 때(Oblique observation), 상부 편광판(11)의 편광 흡수축(11A)과 하부 편광판(19)의 편광 흡수측(19A)의 각도는 90°보다 커진 각도로 보이게 된다. 이 때문에 관찰자가 면내 스위칭 모드의 액정표시장치에 표시된 영상을 보면, 편광도 저하되어 블랙화면에서 빛이 누설되고(Light leakage), 그 결과 대각 방향에서 콘트라스트(Contrast)가 나빠지게 된다. 이러한 대각 방향에서의 콘트라스트 저하는 면내 스위칭 모드의 시야각 특성을 실험한 결과인 도 3에서 명백히 알 수 있다. 도 3에서 알 수 있는 바, 면내 스위칭 모드에서 화면과 직각을 이루는 정면에서 빛샘이 거의 없지만(청색), 90°보다 큰 대각 방향에서 빛샘이 나타난다.(하늘색, 녹색, 황색, 적색)
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로써 시야각을 확대하고 대각 방향에서의 화질저하를 줄이도록 한 액정표시장치와 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 액정표시장치는 광흡수축을 가지는 상부 편광판이 형성되는 상부기판과; 상기 상부 편광판의 광흡수측과 실질적으로 나란한 광흡수축을 가지는 하부 편광판이 형성되는 하부기판과; 상기 상부기판 상에 형성된 상부 전극 및 상부 배향막; 상기 하부기판 상에 형성된 하부 전극 및 하부 배향막; 상기 상부기판과 상기 하부기판 중 적어도 어느 하나에 형성된 강유전성 액정층과; 상기 강유전성 액정층과 접하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 형성되는 네마틱계 액정층을 구비한다.
상기 네마틱계 액정층은 상기 강유전성 액정층에 의해 실질적으로 면내 구동한다.
상기 상부 전극과 상기 하부전극은 투명전극이다.
상기 제1 강유전성 액정층의 자발분극 방향은 상기 강유전성 액정층이 형성된 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 한 기판을 향하거나, 상기 강유전성 액정층이 형성된 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 한 기판의 반대 방향을 향한다.
상기 액정표시장치의 제조방법은 광흡수축을 가지는 상부 편광판을 상부기판 상에 형성하는 단계와; 상기 상부 편광판의 광흡수측과 실질적으로 나란한 광흡수축을 가지는 하부 편광판을 하부기판 상에 형성하는 단계와; 상기 상부기판 상에 상부 전극과 상부 배향막을 형성하고, 상기 하부기판 상에 형성된 하부 전극과 하부 배향막을 형성하는 단계와; 상기 상부기판과 상기 하부기판 중 어느 하나에 강유전성 액정층을 형성하는 단계와; 상기 강유전성 액정층과 접하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 네마틱계 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 네마틱계 액정층은 상기 강유전성 액정층에 의해 실질적으로 면내 구동한다.
상기 상부 전극과 상기 하부전극은 투명전극이다.
상기 제1 강유전성 액정층의 자발분극 방향은 상기 강유전성 액정층이 형성된 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 한 기판을 향하거나, 상기 강유전성 액정층이 형성된 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 한 기판의 반대 방향을 향한다.
상기 액정표시장치의 제조방법은 광흡수축을 가지는 상부 편광판을 상부기판 상에 형성하는 단계와; 상기 상부 편광판의 광흡수측과 실질적으로 나란한 광흡수축을 가지는 하부 편광판을 하부기판 상에 형성하는 단계와; 상기 상부기판 상에 상부 전극과 상부 배향막을 형성하고, 상기 하부기판 상에 형성된 하부 전극과 하부 배향막을 형성하는 단계와; 상기 상부기판과 상기 하부기판 중 어느 하나에 강유전성 액정층을 형성하는 단계와; 상기 강유전성 액정층과 접하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 네마틱계 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 4 내지 도 12를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 상부 유리기판(21)과 하부 유리기판(31) 각각에 전극(22, 32)과 배향막(23, 33)을 형성한다. 상부전극(22)과 하부전극(32)은 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide, ITO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다.
배향막(23, 33)은 폴리이미드(Polyimide)와 같은 유기 물질로 이루어지며 강유전성 액정분자들의 프리틸트각을 설정하기 위하여 러빙처리된다.
하부 유리기판(31)의 광입사면 상에는 편광 흡수축(35A)을 가지는 편광판(35)이 부착된다. 또한, 상부 유리기판(21)의 광출사면 상에는 편광 흡수축(25A)을 가지는 편광판(25)이 부착된다. 상부 편광 흡수축(25A)과 하부 편광 흡수축(35A)은 나란하다.
이어서, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 아래의 표 1과 같은 조성비로 범용 강유전성 액정을 벤젠계 용매에 혼합한 용액(100, 101)을 배향막(23, 33) 상에 균일한 두께로 도포한 후에 용매가 증발할 수 있는 온도로 기판들(21, 31)을 가열한다.
범용 강유전성 액정 | 93wt%∼97wt% |
벤젠계 용매 | 3wt%∼7Wt% |
용매가 증발된 강유전성 액정(100, 101)은 등방상(Isotropic Phase)에서 카이럴 네마틱상(Nematic Phase: N*)으로 상전이를 유발하는 전이온도(Tni), 카이럴 네마틱상(N*)에서 카이럴 스멕틱 C상(Smectic C Phase : Sm C*)으로 상전이를 유발하는 전이온도(Tsn), 카이럴 스멕틱 C상(Sm C*)에서 결정(Crystal Phase)으로 상전이를 유발하는 전이온도(Tcs)로 온도가 낮아지면서 등방상 → 카이럴 네마틱상 N* → 스멕틱 C*상 Sm C* → 결정상으로 열역학적인 상전이가 이루어진다.
용매가 증발된 강유전성 액정(200, 201)의 자발분극 방향을 원하는 방향으로 정렬하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 카이럴 네마틱상 N*에서 서서히 온도를 내리면서 스멕틱 C*상 Sm C*으로의 상전이를 유도하는 동안, 전기적 음성도가 높은 매질에 혼합물을 노출시키거나 그 혼합물에 전기장 혹은 자기장을 인가한다. 극성이 큰 매질에 혼합물을 노출시키는 방법의 일예로는 물(H2O)나 산소(O2) 분위기 하에서 강유전성 액정(200, 201)을 노출시키는 방법이 있다. 이와 같이 본 발명은 전기적으로 극성을 띠는 매질에 강유전성 액정(200, 201)을 노출시키거나 전기장 또는 자기장의 외부 에너지를 상기 혼합물에 인가함으로써 상부 유리기판(21)과 하부 유리기판(31) 상에 형성된 강유전성 액정(200, 201)의 자발분극 방향(Ps) 각각을 기판(21, 31) 쪽으로 또는 그 반대로 향하게 한다.
이어서, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 소정의 셀갭을 사이에 두고 하부 유리기판(31)과 상부 유리기판(21)을 도시하지 않은 봉지제(Sealant)로 합착하고 그 내부 공간에 네마틱계 액정을 주입한다. 이 때 상부 유리기판(21)과 하부 유리기판(31) 각각에 형성된 강유전성 액정(200, 201)은 네마틱계 액정분자들과 섞이지 않고 상분리가 일어나서 계면을 이룬다. 상기 네마틱계 액정분자들은 포지티브 타입 또는 네가티브 타입 액정으로 형성할 수 있다.
상부 배향막(23)과 하부 배향막(33)의 러빙방향을 편광 흡수축(25A, 35A)과 동일하게 하면 도 6과 같이 외부 인가전압(V)이 높아질수록 투과율(T)이 낮아지는 노말리 화이트 모드(Normally White Mode)로 액정표시장치가 구현되며, 상부 배향막(23)과 하부 배향막(33)의 러빙방향 중 어느 하나를 편광 흡수축(25A, 35A)과 직교하는 방향으로 하면 도 7과 같이 외부 인가전압(V)이 높아질수록 투과율(T)이 높아지는 노말리 블랙 모드(Normally White Mode)로 액정표시장치가 구현된다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 나타낸다.
먼저, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 도 5a와 같이 상부 유리기판(21)과 하부 유리기판(31) 각각에 전극(22, 32)과 배향막(23, 33)을 형성한다. 상부전극(22)과 하부전극(32)은 인듐틴옥사이드(ITO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다.
배향막(23, 33)은 폴리이미드(Polyimide)와 같은 유기 물질로 이루어지며 강유전성 액정분자들의 프리틸트각을 설정하기 위하여 러빙처리된다.
하부 유리기판(31)의 광입사면 상에는 편광 흡수축(35A)을 가지는 편광판(35)이 부착된다. 또한, 상부 유리기판(21)의 광출사면 상에는 편광 흡수축(25A)을 가지는 편광판(25)이 부착된다. 상부 편광 흡수축(25A)과 하부 편광 흡수축(35A)은 나란하다.
이어서, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 아래의 표 2와 같은 조성비로 범용 강유전성 액정에 미량의 광중합성 모노머(monomer)를 첨가하고 그 강유전성 액정과 광중합성 모노머를 균일하게 혼합한 후에 도 5b와 같이 배향막(23, 33) 상에 그 혼합물을 균일한 두께로 도포한다. 상기 광중합성 모노머는 네마틱계로 형성할 수 있다.
강유전성 액정 | 95wt%∼99wt% |
광중합성 모노머 | 1wt%∼5Wt% |
강유전성 액정(24, 34)은 등방상(Isotropic Phase)에서 카이럴 네마틱상(Nematic Phase: N*)으로 상전이를 유발하는 전이온도(Tni), 카이럴 네마틱상(N*)에서 카이럴 스멕틱 C상(Smectic C Phase : Sm C*)으로 상전이를 유발하는 전이온도(Tsn), 카이럴 스멕틱 C상(Sm C*)에서 결정(Crystal Phase)으로 상전이를 유발하는 전이온도(Tcs)로 온도가 낮아지면서 등방상 → 카이럴 네마틱상 N* → 스멕틱 C*상 Sm C* → 결정상으로 열역학적인 상전이가 이루어진다.
도 5b와 같이 강유전성 액정(24, 34)의 자발분극 방향(도면에서 화살표)을 원하는 방향으로 정렬하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 카이럴 네마틱상 N*에서 서서히 온도를 내리면서 스멕틱 C*상 Sm C*으로의 상전이를 유도하는 동안, 전기적 음성도가 높은 매질에 혼합물을 노출시키거나 그 혼합물에 전기장 혹은 자기장을 인가한다. 극성이 큰 매질에 혼합물을 노출시키는 방법의 일예로는 물(H2O)나 산소(O2) 분위기 하에서 표 2의 혼합물을 노출시키는 방법이 있다. 이와 같이 본 발명은 전기적으로 극성을 띠는 매질에 표 2의 혼합물을 노출시키거나 전기장 또는 자기장의 외부 에너지를 상기 혼합물에 인가함으로써 상부 유리기판(21)과 하부 유리기판(31) 상에 형성된 강유전성 액정(24, 34)의 자발분극 방향(Ps) 각각을 기판(21, 31) 쪽으로 또는 그 반대방향으로 향하게 한다.
이어서, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 표 2의 혼합물에서 광중합을 유도하기 위하여 자외선(UV)을 혼합물에 조사한다. 이 노광공정에 의해서 강유전성 액정(24, 34)은 도 5c와 같이 광중합성 모노모(25, 35)의 광중합 반응(Photopolymerization)으로 가교 결합이 일어나게 되어 고분자 네트워크(Polymer Network)를 형성하게 된다. 그 결과, 강유전성 액정(24, 34)은 그 자발분극 방향이 일정하게 유지되면서 초기배향이 안정화된다.
상기와 같이 본 발명은 기판(21, 31)에 폴리머 안정화 강유전성(Polymer Stabilized FLC, PSFLC) 액티브 배향막을 형성함으로써 배향상태를 안정화시킬 수 있다.
한편, 광중합성 모노모가 미량 첨가되어 있기 때문에 강유전성 액정(24, 34)의 가교 결합 정도는 외부 전기장이 가해질 때 강유전성 액정(24, 34)이 회전 가능한 정도이다.
이어서, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 소정의 셀갭을 사이에 두고 하부 유리기판(31)과 상부 유리기판(21)을 도시하지 않은 봉지제(Sealant)로 합착하고 도 5d와 같이 그 내부 공간에 네마틱계 액정(30)을 주입한다. 이 때 상부 유리기판(21)과 하부 유리기판(31) 각각에 형성된 강유전성 액정층(24, 34)은 네마틱계 액정분자들(30)과 섞이지 않고 상분리가 일어나서 계면을 이룬다. 상기 네마틱계 액정분자들(30)은 포지티브 타입 또는 네가티브 타입 액정으로 형성할 수 있다.
상부 배향막(23)과 하부 배향막(33)의 러빙방향을 편광 흡수축(25A, 35A)과 동일하게 하면 도 6과 같이 외부 인가전압(V)이 높아질수록 투과율(T)이 낮아지는 노말리 화이트 모드(Normally White Mode)로 액정표시장치가 구현되며, 상부 배향막(23)과 하부 배향막(33)의 러빙방향 중 어느 하나를 편광 흡수축(25A, 35A)과 직교하는 방향으로 하면 도 7과 같이 외부 인가전압(V)이 높아질수록 투과율(T)이 높아지는 노말리 블랙 모드(Normally White Mode)로 액정표시장치가 구현된다.
이러한 액정표시장치의 구동 메커니즘을 설명하면, 상판 및 하판의 액티브 배향막 중 어느 한 액티브 배향막, 예를 들면 도 8과 같이 하판 액티브 배향막에 포함된 강유전성 액정의 자발분극(Ps)과 반대방향의 전기장(E)이 인가되면 강유전성 액정(34)은 가상의 콘(cone)을 따라 회전하면서 실질적으로 면내 구동하며, 그 와 인접하는 네마틱계 액정분자들(30)의 면내 구동을 유도한다. 이 때, 하판의 강유전성 액정(34)은 영구적인 분극 즉, 자발분극(Ps)을 가지므로 마치 자석과 자석의 상호작용과 같이 전기장과 자발분극의 상호 작용에 의해 빠르게 회전하는 반면에, 상판의 강유전성 액정(24)은 자신의 자발분극(Ps)의 방향과 전기장(E)의 방향이 동일하므로 회동하지 않는다. 따라서, 상하판 강유전성 액정(24, 34) 각각의 장축이 상하판 편광판(25, 35)의 편광 흡수축(25A, 35A)과 나란하게 되어 하부 편광의 편광 흡수축(35A)을 통과한 광이 네마틱 액정층(30)과 상부 편광판(25)의 편광 흡수축(25A)을 통과하여 빛이 투과되는 도 6의 화이트 상태로부터 하판 강유전성 액정(34)의 장축이 하판 평광판(25)의 편광 흡수축(25A)과 90°가 되어 네마틱계 액정층(30)에 입사되는 광이 차단되는 도 7의 블랙 상태로 변하여 빛의 투과량이 조절된다. 또한, 전극들(22, 32)을 통해 인가되는 전기장(E)의 교류 구동에 의해 전기장(E)의 극성이 반전되면, 하판 강유전성 액정(34)은 고정되는 반면에 상판 강유전성 액정(24)이 실질적으로 면내 구동하여 빛의 투과량을 조절할 수 있다.
이러한 네마틱계 액정(30)의 면내 구동에 의해 광시야각이 구현되고 그 액정(30)에 수직 대향하는 전극(22, 32)을 이용한 수직 전계방식으로 전기장이 인가되므로 기존 면내 스위칭 모드에 비하여 개구율 저하가 작다. 또한, 강유전성 액정(34)에 의해 네마틱계 액정(30)이 빠르게 회동하므로 네마틱계 액정(30)의 응답속도가 개선될 수 있으며, 대각 방향에서 볼 때에도 상하판 편광판(25, 35)의 편광 흡수축(25a, 35a)이 나란하게 보이므로 대각방향에서의 빛샘이 없고 콘트라스트 특성이 개선된다.
한편, 상판 강유전성 액정(34)의 자발분극과 하판 강유전성 액정(34)의 자발분극을 반대로 하는 경우에도 어느 한 극성의 전기장에 응답하여 어느 한 강유전성 액티브 배향막이 구동되므로 전술한 실시예와 구동 메커니즘이 실질적으로 동일하다. 또한, 상판과 하판 중 어느 하나에만 강유전성 액티브 배향막이 형성되고 교류 구동에서 어느 한 극성의 전기장에 대해서만 강유전성 액티브 배향막이 구동되는 경우에도 전술한 실시예와 실질적으로 동일한 구동 메커니즘으로 구동된다. 도 9 내지 도 12은 어느 한 기판 상에만 강유전성 액티브 배향막이 형성된 예들을 나타낸다.
도 9 내지 도 12을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 상부 유리기판(121, 221, 321, 421)과 하부 유리기판(131, 231, 331, 431) 각각에 형성된 전극(122, 222, 322, 422) 및 배향막(123, 223, 323, 423, 133, 233)과, 상부 유리기판(121, 221, 321, 421)과 하부 유리기판(131, 231, 331, 431) 중 어느 한 기판의 배향막 상에 형성되는 강유전성 액정층(124, 224, 334, 434)과, 강유전성 액정층(124, 224, 334, 434)에 연동하여 면내 스위칭 구동하는 네마틱계 액정층(130, 230, 330, 430)을 구비한다.
하부 유리기판(131, 231, 331, 431)의 광입사면 상에는 편광 흡수축(135A, 235A, 335A, 435A)을 가지는 편광판(135, 235, 335, 435)이 부착된다. 또한, 상부 유리기판(121, 221, 321, 421)의 광출사면 상에는 편광 흡수축(125A, 225A, 325A, 425A)을 가지는 편광판(125, 225, 325, 425)이 부착된다. 상부 편광 흡수축(125A, 225A, 325A, 425A)과 하부 편광 흡수축(135A, 235A, 335A, 435A)은 실질적으로 나 란하다.
강유전성 액정층(124, 224, 334, 434)은 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정으로 상전이 시킴과 아울러 극성 매질이나 전기장 또는 자기장에 노출시켜 그 자발분극(Ps)의 방향을 기판(121, 221, 321, 421, 131, 231, 331, 431) 쪽으로 또는 네마틱계 액정층(130, 230, 330, 430) 쪽으로 일정하게 정렬시킨다. 이러한 강유전성 액정층(124, 224, 334, 434)은 자신의 자발분극 방향과 반대 방향의 전기장에 응답하여 구동함으로써 네마틱계 액정층(130, 230, 330, 430)의 액정 분자들의 면내 스위칭 구동을 유도한다.
한편, 강유전성 액정(24, 34)은 공지의 어떠한 강유전성 액정재료로도 적용가능하며 또한, 광중합성 모노모는 공지의 어떠한 네마틱계 광중합성 모노모로도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 제조방법은 네마틱계 액정의 면내 구동을 유도하는 폴리머 안정화 강유전성 액티브 배향막에 의해 광시야각이 구현되고 수직 대향하는 전극들을 이용한 수직 전계방식으로 전기장이 인가되므로 기존 면내 스위칭 모드에 비하여 개구율 저하가 작으며, 강유전성 액정에 의해 네마틱계 액정이 빠르게 회동하므로 네마틱계 액정의 응답속도가 개선될 수 있을뿐 아니라, 상하판 평판광의 편광흡수측이 나란하므로 대각 방향에서 볼 때에 대각방향에서의 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
Claims (13)
- 광흡수축을 가지는 상부 편광판이 형성되는 상부기판과;상기 상부 편광판의 광흡수측과 실질적으로 나란한 광흡수축을 가지는 하부 편광판이 형성되는 하부기판과;상기 상부기판 상에 형성된 상부 전극 및 상부 배향막;상기 하부기판 상에 형성된 하부 전극 및 하부 배향막;상기 상부기판과 상기 하부기판 중 어느 하나에 형성된 강유전성 액정층과;상기 강유전성 액정층과 접하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 형성되는 네마틱계 액정층을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 네마틱계 액정층은 상기 강유전성 액정층에 의해 실질적으로 면내 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 상부 전극과 상기 하부전극은 투명전극인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 강유전성 액정층의 자발분극 방향은 상기 강유전성 액정층이 형성된 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 한 기판을 향하거나, 상기 강유전성 액정층이 형성된 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 한 기판의 반대 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 광흡수축을 가지는 상부 편광판을 상부기판 상에 형성하는 단계와;상기 상부 편광판의 광흡수측과 실질적으로 나란한 광흡수축을 가지는 하부 편광판을 하부기판 상에 형성하는 단계와;상기 상부기판 상에 상부 전극과 상부 배향막을 형성하고, 상기 하부기판 상에 형성된 하부 전극과 하부 배향막을 형성하는 단계와;상기 상부기판과 상기 하부기판 중 어느 하나에 강유전성 액정층을 형성하는 단계와;상기 강유전성 액정층과 접하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 네마틱계 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 삭제
- 제 7 항에 있어서,상기 강유전성 액정층을 형성하는 단계는,강유전성 액정을 용매에 혼합하여 강유전성 액정 용액을 형성하는 단계와;상기 용액을 상기 상부기판과 상기 하부기판 중 적어도 어느 하나에 도포하는 단계와;상기 기판을 가열하여 상기 용액 내의 용매를 증발시키는 단계와;상기 강유전성 액정의 자발분극 방향을 정렬시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 용액은,93wt% 내지 97wt% 사이의 상기 강유전성 액정과 3wt% 내지 7wt% 사이의 상기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 강유전성 액정의 자발분극 방향을 정렬시키는 단계는,물(H2O)이나 산소(O2)에 상기 강유전성 액정을 노출시키는 방법, 상기 강유전성 액정에 전기장을 인가하는 방법 및 상기 강유전성 액정에 자기장을 인가하는 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 강유전성 액정의 자발분극 방향을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 삭제
- 제 11 항에 있어서,상기 강유전성 액정층의 자발분극 방향은 상기 강유전성 액정층이 형성된 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 한 기판을 향하거나, 상기 강유전성 액정층이 형성된 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 한 기판의 반대 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040105193A KR101102026B1 (ko) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | 액정표시장치와 그 제조방법 |
US11/159,232 US8059255B2 (en) | 2004-12-13 | 2005-06-23 | Fabricating method of a liquid crystal display device comprising rubbing direction of alignment film substantially the same as the light absorption axis |
JP2005192280A JP4554453B2 (ja) | 2004-12-13 | 2005-06-30 | 液晶表示装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040105193A KR101102026B1 (ko) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | 액정표시장치와 그 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060066551A KR20060066551A (ko) | 2006-06-16 |
KR101102026B1 true KR101102026B1 (ko) | 2012-01-04 |
Family
ID=36583361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040105193A KR101102026B1 (ko) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | 액정표시장치와 그 제조방법 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8059255B2 (ko) |
JP (1) | JP4554453B2 (ko) |
KR (1) | KR101102026B1 (ko) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7576814B2 (en) * | 2004-03-29 | 2009-08-18 | Lg. Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device of in-plane switching mode, method of fabricating the same, and method of driving the same |
CA2675343A1 (en) * | 2007-01-16 | 2008-07-24 | Advanced Building Composites Llc | Composites for use as building materials, other molded items, and methods of and systems for making them |
WO2008104533A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Lachezar Komitov | Liquid crystal device |
US7876385B2 (en) * | 2007-02-27 | 2011-01-25 | Lachezar Komitov | Liquid crystal device |
ATE554424T1 (de) * | 2007-02-26 | 2012-05-15 | Lachezar Komitov | Flüssigkristallvorrichtung |
JP2008257047A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Nano Loa Inc | 液晶デバイスおよび液晶デバイスの駆動方法 |
KR101613629B1 (ko) | 2009-01-19 | 2016-04-20 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정표시장치와 이의 제조방법 및 이에 포함되는 배향막 조성물 |
CN104375328A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-25 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 显示面板及其制作方法 |
WO2016148431A1 (ko) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | 이미지랩(주) | 광투과 조절 기능을 구비하는 패널 구조체, 그리고 이를 이용한 스마트 윈도우 및 표시 장치 |
US10859868B2 (en) | 2017-08-11 | 2020-12-08 | Coopervision International Limited | Flexible liquid crystal cells and lenses |
US11003016B2 (en) | 2018-09-21 | 2021-05-11 | Coopervision International Limited | Flexible, adjustable lens power liquid crystal cells and lenses |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004133096A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Sharp Corp | 液晶光学素子および液晶光学素子の製造方法 |
US20040160537A1 (en) | 1997-12-26 | 2004-08-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4850680A (en) * | 1986-09-19 | 1989-07-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal device with a ferroelectric film |
US6175401B1 (en) * | 1997-05-02 | 2001-01-16 | Casio Computer Co., Ltd. | Liquid crystal display device having a liquid crystal layer which contains liquid crystal molecules in a plurality of alignment state and method for driving the same |
US6545738B2 (en) * | 2000-07-31 | 2003-04-08 | Lg.Philips Lcd Co., Ltd. | Ferroelectric liquid crystal display and method for fabricating the same using opposite polarity split layer electrodes |
SE0200910D0 (sv) * | 2002-03-22 | 2002-03-22 | Ecsibeo Ab | A liquid crystal device, a method for producing a liquid crystal device and a method for controlling liquid crystal device |
US7576814B2 (en) | 2004-03-29 | 2009-08-18 | Lg. Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device of in-plane switching mode, method of fabricating the same, and method of driving the same |
-
2004
- 2004-12-13 KR KR1020040105193A patent/KR101102026B1/ko active IP Right Grant
-
2005
- 2005-06-23 US US11/159,232 patent/US8059255B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-30 JP JP2005192280A patent/JP4554453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040160537A1 (en) | 1997-12-26 | 2004-08-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display |
JP2004133096A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Sharp Corp | 液晶光学素子および液晶光学素子の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20060066551A (ko) | 2006-06-16 |
JP4554453B2 (ja) | 2010-09-29 |
US20060126000A1 (en) | 2006-06-15 |
JP2006171681A (ja) | 2006-06-29 |
US8059255B2 (en) | 2011-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4554453B2 (ja) | 液晶表示装置とその製造方法 | |
US6128058A (en) | Liquid crystal device with patterned reactive mesogen alignment layer | |
KR100260569B1 (ko) | 액정 광학 소자 및 이를 구비한 액정 장치 | |
JP2572537B2 (ja) | 液晶表示装置とその製造方法 | |
Lu et al. | Ultrawide-view liquid crystal displays | |
JPH0743689A (ja) | 情報表示装置およびその製造方法 | |
JPH086025A (ja) | 液晶電気光学装置、それを用いた投射型表示システムおよび液晶電気光学装置の駆動方法 | |
JPH08122750A (ja) | 液晶電気光学装置、それを利用した投射型表示装置及びそれらの駆動方法 | |
US6985200B2 (en) | Liquid crystal optical element and method for fabricating the same | |
KR20030063656A (ko) | 액정표시장치 및 그의 제조방법 | |
JPH0961825A (ja) | 液晶表示装置 | |
KR101027876B1 (ko) | 면내 스위칭 모드의 액정표시장치와 그 제조방법 | |
KR100751188B1 (ko) | 강유전성 액정표시장치의 제조방법 | |
KR20120133927A (ko) | 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법 | |
US7215400B2 (en) | In Plane switching mode liquid crystal display device and method of fabricating the same | |
KR20080095119A (ko) | 광경화성 수직배향 모드의 액정 제조방법과 그 방법에 의한액정 및 액정표시장치 | |
KR101149933B1 (ko) | 면내 스위칭 모드의 액정표시패널과 그 제조방법 | |
JP2003287755A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4817161B2 (ja) | 横電界型液晶素子およびその製造方法 | |
JP3989575B2 (ja) | 液晶表示パネル | |
JP2809980B2 (ja) | 液晶表示素子とその製造方法 | |
JP3184761B2 (ja) | 液晶素子、それを備えた画像表示装置及び画像形成装置 | |
JP4018427B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
US7307678B2 (en) | Liquid crystal display and fabricating method thereof | |
KR101238201B1 (ko) | 액정표시소자 및 그 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141124 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161118 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171116 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181114 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191113 Year of fee payment: 9 |