KR101149933B1 - Liquid crystal display panel of in-plane-switching mode and method of fabricating the same - Google Patents

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KR101149933B1 KR1020040021127A KR20040021127A KR101149933B1 KR 101149933 B1 KR101149933 B1 KR 101149933B1 KR 1020040021127 A KR1020040021127 A KR 1020040021127A KR 20040021127 A KR20040021127 A KR 20040021127A KR 101149933 B1 KR101149933 B1 KR 101149933B1
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    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid

Abstract

본 발명은 보상필름없이 빛샘을 줄일 수 있는 면내 스위칭 모드의 액정표시패널와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an in-plane switching mode liquid crystal display panel capable of reducing light leakage without a compensation film and a method of manufacturing the same.

이 면내 스위칭 모드의 액정표시패널은 상부기판과 하부기판 각각에 형성된 강유전성 액정층과; 상기 상부기판의 강유전성 액정층과 상기 하부기판의 강유전성 액정층 사이에 위치하는 네마틱계 액정층과; 상기 상부기판과 상기 하부기판 각각에 형성되어 상기 강유전성 액정층과 상기 네마틱계 액정층에 수직으로 전기장을 인가하기 위한 전극들을 구비하며; 상기 강유전성 액정층의 위상차값은 10~150㎚인 것을 특징으로 한다.
The in-plane switching mode liquid crystal display panel includes a ferroelectric liquid crystal layer formed on each of the upper substrate and the lower substrate; A nematic liquid crystal layer positioned between the ferroelectric liquid crystal layer of the upper substrate and the ferroelectric liquid crystal layer of the lower substrate; Electrodes formed on each of the upper substrate and the lower substrate to apply an electric field perpendicular to the ferroelectric liquid crystal layer and the nematic liquid crystal layer; The phase difference value of the ferroelectric liquid crystal layer is characterized in that 10 ~ 150nm.

Description

면내 스위칭 모드의 액정표시패널과 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL OF IN-PLANE-SWITCHING MODE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME} Liquid Crystal Display Panel in In-Plane Switching Mode and Manufacturing Method Thereof {LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL OF IN-PLANE-SWITCHING MODE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}             

도 1은 종래 면내 스위칭 모드의 액정표시패널을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display panel of a conventional in-plane switching mode.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 상/하부 편광판을 나타내는 평면도이다.2A and 2B are plan views illustrating the upper and lower polarizers shown in FIG. 1.

도 3은 종래 보상필름 사용전과 보상필름 사용시 시야각 특성을 나타내는 도면이다.Figure 3 is a view showing the viewing angle characteristics before and when using a conventional compensation film compensation film.

도 4는 도 1에 도시된 액정표시패널의 시야각 특성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating viewing angle characteristics of the liquid crystal display panel illustrated in FIG. 1.

도 5는 종래 보상필름을 구비한 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display panel having a conventional compensation film.

도 6은 도 5에 도시된 액정표시패널의 시야각 특성을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating viewing angle characteristics of the liquid crystal display panel illustrated in FIG. 5.

도 7은 본 발명에 따른 면내 스위칭 모드의 액정표시패널을 개략적으로 나타내는 단면도이다.7 is a schematic cross-sectional view of an LCD panel in an in-plane switching mode according to the present invention.

도 8은 도 7에 도시된 강유전성 액정과 네마틱계 액정의 면내 스위칭 모드의 동작을 보여 주는 도면이다. FIG. 8 is a view illustrating operation of an in-plane switching mode of the ferroelectric liquid crystal and the nematic liquid crystal shown in FIG. 7.

도 9a 및 도 9b는 도 8에 도시된 강유전성 액정과 네마틱계 액정의 면내 스위칭 모드의 동작을 상세히 보여 주는 도면이다. 9A and 9B illustrate in detail the operation of the in-plane switching mode of the ferroelectric liquid crystal and the nematic liquid crystal shown in FIG. 8.                 

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따른 면내 스위칭 모드의 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도들이다. 10A through 10D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device in an in-plane switching mode according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 11은 도 10a 내지 도 10d의 상전이 과정에서 단안정 상태로 안정되는 강유전성 액정을 나타내는 도면이다.
FIG. 11 is a diagram illustrating a ferroelectric liquid crystal stabilized to a monostable state in the phase transition process of FIGS. 10A to 10D.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>         <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

7,9 : 보상필름 11,19 : 편광판7,9: compensation film 11,19: polarizer

12, 18, 21, 31,51 : 기판 13,17, 23, 33,53 : 배향막12, 18, 21, 31, 51: substrate 13, 17, 23, 33, 53: alignment film

15,16,22,32, 52 : 전극 24,34,54 : 강유전성 액정층15, 16, 22, 32, 52: electrode 24, 34, 54: ferroelectric liquid crystal layer

50 : 네마틱 액정층
50: nematic liquid crystal layer

본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 보상필름없이 빛샘을 줄일 수 있는 면내 스위칭 모드의 액정표시패널과 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display panel, and more particularly, to a liquid crystal display panel in an in-plane switching mode that can reduce light leakage without a compensation film and a method of manufacturing the same.

액정표시장치는 액정셀에 인가되는 전계를 제어하여 액정셀에 입사되는 광을 변조함으로써 화상을 표시하게 된다. 이 액정표시장치 내에 주입되는 액정은 유동성과 탄성의 성질을 함께 가지는 액체와 고체의 중간상태이다. The liquid crystal display device displays an image by controlling an electric field applied to the liquid crystal cell to modulate the light incident on the liquid crystal cell. The liquid crystal injected into the liquid crystal display is an intermediate state between a liquid and a solid having both fluidity and elasticity.

비틀린 네마틱 모드(Twisted Nematic mode, TN 모드)는 수직 전계방식으로 구동되며 현재 액정표시장치에서 가장 많이 적용되고 있는 액정 모드이다. 그런데 비틀린 네마틱 모드는 개구율이 비교적 넓은 장점이 있지만 시야각에 따라 관찰자가 느끼는 액정의 굴절율이 현저히 다르기 때문에 광시야각의 구현이 어렵고 액정의 응답속도가 느린 단점이 있다. The twisted nematic mode (TN mode) is driven by a vertical electric field method and is the most commonly used liquid crystal mode in liquid crystal displays. However, the twisted nematic mode has an advantage that the aperture ratio is relatively wide, but since the refractive index of the liquid crystal felt by the observer is significantly different according to the viewing angle, it is difficult to implement the wide viewing angle and the response speed of the liquid crystal is slow.

수평 전계방식은 동일 기판 상에 형성되는 전극들 사이에 전기장을 형성하고 그 전기장으로 액정분자들을 구동시키는 면내 스위칭 모드(In plane switching mode, IPS)가 대표적이다. In the horizontal electric field method, an in-plane switching mode (IPS) that forms an electric field between electrodes formed on the same substrate and drives liquid crystal molecules with the electric field is typical.

도 1은 종래 면내 스위칭 모드의 액정표시장치를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device of a conventional in-plane switching mode.

도 1을 참조하면, 종래 면내 스위칭 모드의 액정표시장치는 실재에 의해 합착된 상/하부기판(12,18)과; 상/하부기판(12,18) 배면에 각각 위치하는 상/하부 편광판(11,19)을 구비한다.Referring to FIG. 1, a liquid crystal display of a conventional in-plane switching mode includes upper and lower substrates 12 and 18 bonded by reality; Upper and lower polarizers 11 and 19 are disposed on the back and upper substrates 12 and 18, respectively.

상부기판(12) 상에는 컬러필터 및 블랙매트릭스 등이 형성된다. 하부기판(18) 상에는 화소전극(16)과 공통전극(15)이 나란하게 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. The color filter, the black matrix, and the like are formed on the upper substrate 12. The pixel electrode 16 and the common electrode 15 are formed side by side on the lower substrate 18, and the electric field 20 in the horizontal direction is formed by the voltage difference applied between the electrodes 15 and 16. By the horizontal electric field 20, the liquid crystal molecules 14 rotate in the plane direction of the substrate to modulate the polarization component of the light passing through the liquid crystal layer.

상/하부 편광판(11,19)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 광투과축이 서로 직교한다. 즉, 액정층을 통과하는 광이 액정층에 의해 그 선편광이 변하게 되면 상부 편광판(11)을 통과하여 관찰자 쪽으로 진행한다. 반면에 액정층을 통과하는 광의 편광성분이 액정층을 통과할 때 변하지 않으면 상부 편광판(11)을 통과하 지 못한다.As illustrated in FIGS. 2A and 2B, the upper and lower polarizers 11 and 19 are perpendicular to each other. That is, when the light passing through the liquid crystal layer changes its linearly polarized light by the liquid crystal layer, the light passes through the upper polarizer 11 and moves toward the viewer. On the other hand, if the polarization component of the light passing through the liquid crystal layer does not change when passing through the liquid crystal layer does not pass through the upper polarizing plate (11).

이러한 상/하부 편광판(11,19)은 편광자(11b,19b)를 사이에 두고 제1 및 제2 보호층(11a,11c,19a,19c)이 적층된 구조를 갖는다. The upper and lower polarizers 11 and 19 have a structure in which the first and second protective layers 11a, 11c, 19a and 19c are stacked with the polarizers 11b and 19b interposed therebetween.

편광자(11b,19b)는 폴리 비닐 알콜(Poly Vinyl Alcohol)필름을 연신시켜 요오드와 이색성 염료용액에 담그어 요오드 분자를 연신방향으로 나란하게 배열시킴으로써 형성된다. The polarizers 11b and 19b are formed by stretching a poly vinyl alcohol film and immersing them in an iodine and a dichroic dye solution to align the iodine molecules in a stretching direction.

제1 및 제2 보호층(11a,11c,19a,19c)은 트리 아세틸 셀루로스(tri-acetyl cellulose ; TAC) 등이 이용되고 연신된 편광자(11b,19b)의 수축을 방지하고 편광자(11b,19b)를 보호하는 역할을 한다. The first and second protective layers 11a, 11c, 19a, and 19c use tri-acetyl cellulose (TAC) and the like to prevent shrinkage of the stretched polarizers 11b and 19b and to prevent the polarizers 11b, Protects 19b).

한편, 도 1에 도시된 액정표시패널이 블랙을 구현하는 경우, 하부 편광판(19)에 의해 선판광된 광이 상부 편광판(11)에 충분히 흡수되지 않아 액정표시장치의 정면에서 벗어난 위치, 즉 측면에서 볼 때의 광의 양과 색특성이 정면에서 볼 경우와 달라진다. 특히, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 시야각이 ±70°일 때 광투과율이 높아 빛샘이 가장 많이 발생하게 된다. 이는 상부 편광판(11)의 제1 및 제2 보호층(11a,11c)이 일정한 지연값을 갖는 일축성 성질을 가지고 있어 상부 편광판(11)의 편광방향을 변형시키기 때문이다.Meanwhile, when the liquid crystal display panel illustrated in FIG. 1 implements black, the light pre-lit by the lower polarizer 19 is not sufficiently absorbed by the upper polarizer 11, so that the position deviates from the front of the liquid crystal display, that is, the side surface. The amount of light and color characteristics of the light source are different from those seen from the front. In particular, as shown in FIGS. 3 and 4, the light transmittance is high when the viewing angle is ± 70 °, so that the most light leakage occurs. This is because the first and second protective layers 11a and 11c of the upper polarizing plate 11 have a uniaxial property having a constant delay value, thereby deforming the polarization direction of the upper polarizing plate 11.

이러한 빛샘현상을 줄이기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 A-플레이트, 음의 C-플레이트, 이축성 필름 등의 보상필름(7,9)을 상/하부기판(12,18)의 배면에 편광판과 함께 부착한다. 이러한 보상필름(7,9)에 의해 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 빛샘현상을 줄일 수 있다. In order to reduce the light leakage phenomenon, as shown in FIG. Attach together. By using the compensation films 7 and 9, light leakage may be reduced as illustrated in FIGS. 3 and 6.                         

그러나, 도 5에 도시된 액정표시패널은 별도의 보상필름(7,9)을 구비하여야 하므로 비용이 상승하는 문제점이 있다. 또한, 대면적 기판에 적용되는 보상필름(7,9)의 연신공정시 연신력이 보상필름(7,9)의 전영역에서 균일하게 적용되기 어려운 문제점이 있다.
However, the liquid crystal display panel illustrated in FIG. 5 has a problem in that the cost increases because the separate compensation films 7 and 9 must be provided. In addition, the stretching force during the stretching process of the compensation films (7, 9) applied to the large-area substrate has a problem that it is difficult to apply uniformly over the entire area of the compensation films (7,9).

따라서, 본 발명의 목적은 보상필름없이 빛샘을 줄일 수 있는 면내 스위칭 모드의 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
Accordingly, an object of the present invention relates to an in-plane switching mode liquid crystal display panel and a method of manufacturing the same that can reduce light leakage without a compensation film.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 면내 스위칭 모드의 액정표시패널은 상부기판과 하부기판 각각에 형성된 강유전성 액정층과; 상기 상부기판의 강유전성 액정층과 상기 하부기판의 강유전성 액정층 사이에 위치하는 네마틱계 액정층과; 상기 상부기판과 상기 하부기판 각각에 형성되어 상기 강유전성 액정층과 상기 네마틱계 액정층에 수직으로 전기장을 인가하기 위한 전극들을 구비하며; 상기 강유전성 액정층의 위상차값은 10~150㎚인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display panel of the in-plane switching mode according to an embodiment of the present invention includes a ferroelectric liquid crystal layer formed on each of the upper substrate and the lower substrate; A nematic liquid crystal layer positioned between the ferroelectric liquid crystal layer of the upper substrate and the ferroelectric liquid crystal layer of the lower substrate; Electrodes formed on each of the upper substrate and the lower substrate to apply an electric field perpendicular to the ferroelectric liquid crystal layer and the nematic liquid crystal layer; The phase difference value of the ferroelectric liquid crystal layer is characterized in that 10 ~ 150nm.

상기 강유전성 액정층은 하프 브이 스위칭 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.The ferroelectric liquid crystal layer is characterized in that it operates in a half V switching mode.

상기 상부기판과 상기 하부기판 각각에 형성된 배향막을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다. And an alignment layer formed on each of the upper substrate and the lower substrate.                     

상기 배향막은 극성 매질인 것을 특징으로 한다.The alignment layer is characterized in that the polar medium.

상기 강유전성 액정층의 자발분극은 상기 배향막 쪽으로 향하는 것을 특징으로 한다.The spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal layer is directed toward the alignment layer.

상기 상부기판 상에 형성된 상기 강유전성 액정층의 자발분극 방향과 상기 하부기판 상에 형성된 상기 강유전성 액정층의 자발분극 방향이 서로 다른 것을 특징으로 한다.The spontaneous polarization direction of the ferroelectric liquid crystal layer formed on the upper substrate and the spontaneous polarization direction of the ferroelectric liquid crystal layer formed on the lower substrate are different.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 면내 스위칭 모드의 액정표시패널의 제조방법은 상부기판과 하부기판 각각에 전극과 강유전성 액정층을 형성하는 단계와; 극성 매질에 노출한 상태에서 상기 강유전성 액정층의 상전이를 유도하여 상기 강유전성 액정층 각각을 단안정 상태로 안정화하는 단계와; 상기 상부기판의 강유전성 액정층과 상기 하부기판의 강유전성 액정층 사이에 상기 강유전성 액정층에 의해 면내 스위칭이 유도되는 네마틱계 액정층을 형성하는 단계를 포함하며; 상기 강유전성 액정층의 위상차값은 10~150㎚인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing an in-plane switching mode liquid crystal display panel according to the present invention comprises the steps of forming an electrode and a ferroelectric liquid crystal layer on each of the upper substrate and the lower substrate; Inducing a phase transition of the ferroelectric liquid crystal layer in a state of being exposed to a polar medium to stabilize each of the ferroelectric liquid crystal layers to a monostable state; Forming a nematic liquid crystal layer in which in-plane switching is induced by the ferroelectric liquid crystal layer between the ferroelectric liquid crystal layer of the upper substrate and the ferroelectric liquid crystal layer of the lower substrate; The phase difference value of the ferroelectric liquid crystal layer is characterized in that 10 ~ 150nm.

상기 면내 스위칭 모드의 액정표시패널의 제조방법은 상기 상부기판과 상기 하부기판 각각에 배향막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing the liquid crystal display panel in the in-plane switching mode may further include forming an alignment layer on each of the upper substrate and the lower substrate.

상기 배향막은 극성 매질인 것을 특징으로 한다.The alignment layer is characterized in that the polar medium.

상기 배향막은 폴리아믹 산 및 폴리 이미드 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The alignment layer is characterized in that any one of polyamic acid and polyimide.

상기 하부기판에 형성된 강유전성 액정층과 상기 상부기판에 형성된 강유전성 액정층 중 적어도 어느 하나는 상기 배향막에 비하여 극성이 약한 매질에 노출 되어 자발분극이 상기 배향막 쪽으로 배열하는 것을 특징으로 한다.At least one of the ferroelectric liquid crystal layer formed on the lower substrate and the ferroelectric liquid crystal layer formed on the upper substrate is exposed to a medium having a weaker polarity than the alignment layer so that spontaneous polarization is arranged toward the alignment layer.

상기 배향막에 비하여 극성이 약한 매질은 공기 및 질소 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The medium having a weaker polarity than the alignment layer may be any one of air and nitrogen.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 들어나게 될 것이다. Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent through the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 도 7 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 11.

도 7은 본 발명에 따른 면내 스위칭 모드의 액정표시장치를 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating an LCD in an in-plane switching mode according to the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 면내 스위칭 모드의 액정표시장치는 합착제에 의해 합착된 상판(100) 및 하판(110)과, 상판(100)과 하판(110) 상에 형성된 제1 및 제2 강유전성 액정층(24,34)과, 제1 및 제2 강유전성 액정층(24,34) 사이에 주입되는 네마틱계 액정(50)을 구비한다. Referring to FIG. 7, the liquid crystal display of the in-plane switching mode according to the present invention may include a top plate 100 and a bottom plate 110 bonded to each other by a binder, and first and second plates formed on the top plate 100 and the bottom plate 110. And a nematic liquid crystal 50 injected between the second ferroelectric liquid crystal layers 24 and 34 and the first and second ferroelectric liquid crystal layers 24 and 34.

상판(100)의 상부 기판(21)과 하판(110)의 하부 기판(31) 각각에 형성된 강유전성 액정층(24, 34)은 네마틱계 액정(50)과 계면을 형성한다. 하부 기판(31)의 광입사면과 상부 기판(21)의 광출사면 상에는 광투과축이 직교하는 도시하지 않은 편광판이 각각 부착된다. The ferroelectric liquid crystal layers 24 and 34 formed on the upper substrate 21 of the upper plate 100 and the lower substrate 31 of the lower plate 110 form an interface with the nematic liquid crystal 50. On the light incidence surface of the lower substrate 31 and the light emission surface of the upper substrate 21, polarizing plates (not shown) each having a light transmission axis perpendicular to each other are attached.

제1 및 제2 강유전성 액정층(24,34)은 자발분극 방향이 서로 다르다. 예를 들어, 제1 강유전성 액정층(24)이 부극성[정극성]의 전계 방향과 동일한 자발 분극 방향을 가지면, 제2 강유전성 액정층(34)은 정극성[부극성]의 전계 방향과 동일한 자발 분극 방향을 가지게 된다. 이 때, 각 강유전성 액정층(24,34)은 자발 분극 방향이 배향막(23,33)을 향하도록 형성된다.The first and second ferroelectric liquid crystal layers 24 and 34 have different spontaneous polarization directions. For example, if the first ferroelectric liquid crystal layer 24 has the same spontaneous polarization direction as that of the negative [positive] electric field, the second ferroelectric liquid crystal layer 34 is the same as the electric field direction of the positive [negative] It will have a spontaneous polarization direction. At this time, each of the ferroelectric liquid crystal layers 24 and 34 is formed such that the spontaneous polarization direction is directed to the alignment layers 23 and 33.

이러한 제1 및 제2 강유전성 액정층(24,34)은 종래 보상필름과 동일한 위상차값을 가지도록 형성된다. 예를 들어, 제1 및 제2 강유전성 액정층(24,34)의 위상차값(△nd)은 약 10~150nm이다. 여기서, △n은 제1 및 제2 강유전성 액정 각각의 굴절률 이방성을 의미하며, d는 제1 및 제2 강유전성 액정층 각각의 두께를 의미한다.The first and second ferroelectric liquid crystal layers 24 and 34 are formed to have the same retardation value as the conventional compensation film. For example, the phase difference values Δnd of the first and second ferroelectric liquid crystal layers 24 and 34 are about 10 to 150 nm. Here, Δn means refractive index anisotropy of each of the first and second ferroelectric liquid crystals, and d means the thickness of each of the first and second ferroelectric liquid crystal layers.

한편, 본 발명에 따른 액정표시소자는 상부전극(22)과 하부전극(32)에 전압을 인가하여 네마틱계 액정(50)을 면내 구동시킴으로써 광을 변조하게 된다. 이 때, 강유전성 액정(24,34)은 도 8에 도시된 바와 같이 스메틱 C 상(Sm C*)의 전이과정 중에서 배향된 극성과 다른 전계(E)가 인가되면 자발분극(Ps)의 방향이 바뀌면서 면내 방향으로 구동하며, 그와 인접하는 네마틱계 액정(50)의 면내 구동을 유도한다. On the other hand, the liquid crystal display device according to the present invention modulates light by driving the nematic liquid crystal 50 in-plane by applying a voltage to the upper electrode 22 and the lower electrode 32. At this time, the ferroelectric liquid crystal (24, 34) is the direction of the spontaneous polarization (Ps) when an electric field (E) different from the polarity oriented during the transition process of the smear C phase (Sm C *) is applied as shown in FIG. The change is driven in the in-plane direction to induce in-plane driving of the nematic liquid crystal 50 adjacent thereto.

이를 상세히 설명하면, 제1 및 제2 강유전성 액정(24,34)과 네마틱 액정을 가지는 액정패널에 도 9a에 도시된 바와 같이 정극성 전계가 인가되면, 제1 강유전성 액정(24)의 자발 분극 방향이 정극성 전계 방향과 동일한 방향으로 바뀌면서 면내 방향으로 구동하며, 그와 인접하는 네마틱계 액정의 면내 구동을 유도한다. 이와 아울러 정극성 전계 방향과 동일한 자발 분극 방향을 가지는 제2 강유전성 액정(34)은 전계에 반응하지 않고 초기 상태를 유지하게 된다. 이 때, 네마틱계 액정(50)은 제1 강유전성 액정(24)에 의해서만 면내 스위칭되므로 수직방향에서 꼬 이는 구조가 된다.In detail, when a positive electric field is applied to a liquid crystal panel having first and second ferroelectric liquid crystals 24 and 34 and a nematic liquid crystal, as shown in FIG. 9A, spontaneous polarization of the first ferroelectric liquid crystal 24 is performed. The direction is changed in the in-plane direction while the direction is changed to the same direction as the positive electric field direction, thereby inducing in-plane driving of the nematic liquid crystal adjacent thereto. In addition, the second ferroelectric liquid crystal 34 having the same spontaneous polarization direction as the positive electric field direction is maintained in an initial state without reacting to an electric field. At this time, since the nematic liquid crystal 50 is in-plane switched only by the first ferroelectric liquid crystal 24, the nematic liquid crystal 50 is twisted in the vertical direction.

또한, 제1 및 제2 강유전성 액정(24,34)과 네마틱 액정을 가지는 액정패널에 도 9b에 도시된 바와 같이 부극성 전계가 인가되면, 제2 강유전성 액정(34)의 자발 분극 방향이 부극성 전계 방향과 동일한 방향으로 바뀌면서 면내 방향으로 구동하며, 그와 인접하는 네마틱계 액정(50)의 면내 구동을 유도한다. 이와 아울러 부극성 전계 방향과 동일한 자발 분극 방향을 가지는 제1 강유전성 액정(24)은 전계에 반응하지 않고 초기 상태를 유지하게 된다. 이 때, 네마틱계 액정(50)은 제2 강유전성 액정(34)에 의해서만 면내 스위칭되므로 수직방향에서 꼬이는 구조가 된다.In addition, when a negative electric field is applied to the liquid crystal panels having the first and second ferroelectric liquid crystals 24 and 34 and the nematic liquid crystal, as shown in FIG. 9B, the spontaneous polarization direction of the second ferroelectric liquid crystal 34 is negative. It drives in the in-plane direction while changing in the same direction as the polar electric field direction, and induces in-plane driving of the nematic liquid crystal 50 adjacent thereto. In addition, the first ferroelectric liquid crystal 24 having the same spontaneous polarization direction as that of the negative electric field is maintained in an initial state without reacting to an electric field. At this time, since the nematic liquid crystal 50 is in-plane switched only by the second ferroelectric liquid crystal 34, the nematic liquid crystal 50 is twisted in the vertical direction.

이러한 면내 스위칭 모드의 액정표시장치는 네마틱계 액정(50)의 면내 구동에 의해 광시야각이 구현될뿐 아니라 그 액정(50)에 수직 전계방식으로 전계를 인가하여 개구율 저하를 최소화할 수 있다. 나아가, 강유전성 액정(24,34)에 의해 네마틱계 액정(50)이 빠르게 회동하므로 네마틱계 액정(50)의 응답속도가 개선될 수 있다. In the in-plane switching mode liquid crystal display device, not only a wide viewing angle is realized by in-plane driving of the nematic liquid crystal 50 but also an electric field is applied to the liquid crystal 50 in a vertical electric field manner to minimize the decrease in the aperture ratio. Furthermore, since the nematic liquid crystal 50 rotates rapidly by the ferroelectric liquid crystals 24 and 34, the response speed of the nematic liquid crystal 50 may be improved.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따른 면내 스위칭 모드의 액정표시소자의 제조방법을 단계적으로 나타낸다. 10A through 10D illustrate a method of manufacturing a liquid crystal display device in an in-plane switching mode according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이 기판(51) 상에 전극(52)과 극성 배향막(53)이 형성된다. 전극(52)은 인듐 틴 옥사이드(Indium-Tin-Oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 형성된다. 극성 배향막(53)은 폴리아믹 산(Polyamic acid)과 같이 전기적 음성도(Electric negativity)를 가지므로 전기적으로 극성을 띄며 액정 배향이 가능한 유기 배향물질로 이루어진다. 이 극성 배향막(53)은 강유전성 액정분자들의 배향방향을 설정하기 위하여 러빙처리된다. First, as shown in FIG. 10A, an electrode 52 and a polar alignment layer 53 are formed on the substrate 51. The electrode 52 is formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (Indium-Tin-Oxide). Since the polar alignment layer 53 has an electrical negativity like polyamic acid, the polar alignment layer 53 is made of an organic alignment material having electrical polarity and capable of liquid crystal alignment. The polar alignment film 53 is subjected to a rubbing treatment to set the alignment direction of the ferroelectric liquid crystal molecules.

이어서, 도 10b에 도시된 바와 같이 전기적인 극성이 거의 없는 비극성 매질(Amphipobic medium)에 기판(51)을 노출시킨 상태에서 강유전성 액정과 유기 용매가 균일하게 혼합된 혼합물을 도포하고 기판(51)의 온도를 140℃～160℃ 사이의 온도까지 상승시켜 유기용매를 기화시킨다. 그 결과, 기판(51) 상에는 등방상의 강유전성 액정층(54)이 형성된다. 여기서, 비극성 매질은 그 일예로 공기 또는 질소(N2) 분위기로 선택될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 10B, a mixture of ferroelectric liquid crystals and an organic solvent is uniformly applied in a state in which the substrate 51 is exposed to a non-polar medium having almost no electrical polarity, and then the substrate 51 is coated. The temperature is raised to a temperature between 140 ° C. and 160 ° C. to vaporize the organic solvent. As a result, an isotropic ferroelectric liquid crystal layer 54 is formed on the substrate 51. Here, the nonpolar medium may be selected as an air or nitrogen (N 2 ) atmosphere as an example.

그런 다음, 기판(51)의 온도를 110℃～85℃ 사이의 상전이 온도로 낮춰 도 10c에 도시된 바와 같이 등방상의 강유전성 액정층(54)을 네마틱상(N*)으로 상전이시킨다. 이 네마틱상(N*)의 강유전상 액정층(54)을 도 10d와 같이 스메틱 C상(Sm C*)으로 상전이시키기 위하여, 기판(51)의 온도를 80℃～50℃ 사이의 상전이 온도로 낮춘다. 이 때, 스메틱 C상(Sm C*)으로 상전이되는 과정 중에 도 11에 도시된 바와 같이 강유전성 액정층(54)의 액정분자들에는 자발분극(Ps)이 발현되며 그 자발분극(Ps)의 방향이 극성 배향막(53) 쪽으로 향하게 된다. 즉, 강유전성 액정층(54)의 액정분자들은 스메틱 C상(Sm C*)으로 상전이되면서 외부 전계 없이도 자발분극(Ps)의 방향이 단안정 상태(monostable state)로 일정하게 배열된다.
Then, the temperature of the substrate 51 is lowered to a phase transition temperature between 110 ° C. and 85 ° C. to cause the isotropic ferroelectric liquid crystal layer 54 to be phase shifted into the nematic phase N * as shown in FIG. 10C. In order to phase-transfer the nematic ferroelectric liquid crystal layer 54 of the nematic phase N * to the smear C phase Sm C * as shown in FIG. 10D, the temperature of the substrate 51 is 80 ° C. to 50 ° C. Lower it. At this time, during the phase transition to the smear C phase (Sm C *), as shown in FIG. 11, the spontaneous polarization Ps is expressed in the liquid crystal molecules of the ferroelectric liquid crystal layer 54 and the spontaneous polarization Ps is formed. Direction is directed toward the polar alignment layer 53. That is, the liquid crystal molecules of the ferroelectric liquid crystal layer 54 are phase-shifted to the smear C phase (Sm C *), and the direction of the spontaneous polarization Ps is constantly arranged in a monostable state without an external electric field.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 면내 스위칭 모드의 액정표시패널 및 그 제조방법은 강유전성 액정층에 의해서 네마틱계 액정이 면내 스위칭되며, 강유전성 액정층의 위상차값이 보상필름과 동일하여 보상필름 없이 편광판 측면에서의 빛샘현상을 방지할 수 있다.As described above, in the in-plane switching mode of the liquid crystal display panel according to the present invention and the manufacturing method thereof, the nematic liquid crystal is in-plane switching by the ferroelectric liquid crystal layer, the phase difference value of the ferroelectric liquid crystal layer is the same as the compensation film polarizing plate without compensation film Light leakage from the side can be prevented.

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. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 상부기판과 하부기판 각각에 배향막을 형성하는 단계와;Forming an alignment layer on each of the upper substrate and the lower substrate; 상기 상부기판과 상기 하부기판 각각에 전극과 강유전성 액정층을 형성하는 단계와;Forming an electrode and a ferroelectric liquid crystal layer on each of the upper substrate and the lower substrate; 비극성 매질에 노출한 상태에서 상기 강유전성 액정층의 상전이를 유도하여 상기 강유전성 액정층 각각을 단안정 상태로 안정화하는 단계와; Inducing a phase transition of the ferroelectric liquid crystal layer in a state exposed to a nonpolar medium to stabilize each of the ferroelectric liquid crystal layers to a monostable state; 상기 상부기판의 강유전성 액정층과 상기 하부기판의 강유전성 액정층 사이에 상기 강유전성 액정층에 의해 면내 스위칭이 유도되는 네마틱계 액정층을 형성하는 단계를 포함하며;Forming a nematic liquid crystal layer in which in-plane switching is induced by the ferroelectric liquid crystal layer between the ferroelectric liquid crystal layer of the upper substrate and the ferroelectric liquid crystal layer of the lower substrate; 상기 강유전성 액정층의 위상차값은 10~150㎚이고,The phase difference value of the ferroelectric liquid crystal layer is 10 ~ 150nm, 상기 하부기판에 형성된 강유전성 액정층과 상기 상부기판에 형성된 강유전성 액정층 중 적어도 어느 하나는 상기 배향막에 비하여 극성이 약한 매질인 공기 또는 질소에 노출되어 자발분극이 상기 배향막 쪽으로 배열되는 것을 특징으로 하는 면내 스위칭 모드의 액정표시패널의 제조방법. At least one of the ferroelectric liquid crystal layer formed on the lower substrate and the ferroelectric liquid crystal layer formed on the upper substrate is exposed to air or nitrogen having a weaker polarity than the alignment layer so that spontaneous polarization is arranged toward the alignment layer. Method of manufacturing a liquid crystal display panel in a switching mode. 삭제delete 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 배향막은 극성 매질인 것을 특징으로 하는 면내 스위칭 모드의 액정표시패널의 제조방법. The alignment layer is a method of manufacturing a liquid crystal display panel of the in-plane switching mode, characterized in that the polar medium. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 배향막은 폴리아믹 산 및 폴리 이미드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 면내 스위칭 모드의 액정표시패널의 제조방법. The alignment layer is a method of manufacturing an in-plane switching mode liquid crystal display panel, characterized in that any one of polyamic acid and polyimide. 삭제delete 삭제delete
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