KR101192025B1 - 수직 배향 모드 액정 표시 장치 - Google Patents

수직 배향 모드 액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101192025B1
KR101192025B1 KR1020050102958A KR20050102958A KR101192025B1 KR 101192025 B1 KR101192025 B1 KR 101192025B1 KR 1020050102958 A KR1020050102958 A KR 1020050102958A KR 20050102958 A KR20050102958 A KR 20050102958A KR 101192025 B1 KR101192025 B1 KR 101192025B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
plate
crystal display
display device
vertical alignment
Prior art date
Application number
KR1020050102958A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070046353A (ko
Inventor
문종원
홍형기
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020050102958A priority Critical patent/KR101192025B1/ko
Publication of KR20070046353A publication Critical patent/KR20070046353A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101192025B1 publication Critical patent/KR101192025B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/121Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 위상 지연판을 구비하여 광 투과율과 시야각 특성을 향상시킨 수직 배향 모드 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수직 배향 모드의 액정 표시 장치는, 서로 대향되는 제 1, 제 2 기판과, 그 사이에 수직 배향된 액정층을 포함하여 이루어진 액정 패널으로 이루어지며, 상기 액정 패널의 외면에 부착된 제 1, 2 편광 필름과, 상기 제 1, 2 편광필름 상에 형성된 음성 A-판(negative A-plate) 및 양성 A-판(positive A-plate)을 포함한다.
따라서, 본 발명은 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에서 상부 기판과 하부 기판에 광축이 서로 평행한 위상 지연판을 편광 필름과 45도 각도로 구비토록 함으로써, 광 투과율뿐만 아니라 시야각 특성을 향상되어 전방향에 대해서 화질이 우수한 장점이 있다.
수직 배향 모드, 편광 필름, 위상 지연판

Description

수직 배향 모드 액정 표시 장치{Vertical alignment mode Liguid Crystal Display device}
도 1은 종래 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서, 화소부의 일부를 단면하여 개략적으로 보여주는 단면도.
도 2는 종래 수직 배향 모드의 시야각 특성을 보여주는 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 단면도.
도 4a 또는 4b는 본 발명의 실시예에 의한 QWP의 굴절률 이방성 타원체를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직 배향 모드의 액정 표시 장치의 빛샘 특성을 보여주는 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
201 : 하부 기판 202 : 상부 기판
211 : 제 1 위상 지연판 212 : 제 2 위상 지연판
221 : 제 1 편광 필름 222 : 제 2 편광 필름
230 : 액정층
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 위상 지연판을 구비하여 광 투과율과 시야각 특성을 향상시킨 수직 배향 모드 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급진전함에 따라, 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(display)분야가 발전하고 있다.
이전에는, 화상 정보를 화면에 나타내는 디스플레이 장치들 중에서 브라운관 표시 장치(혹은 CRT:Cathode Ray Tube)가 지금까지 가장 많이 사용되어 왔는데, 이것은 표시 면적에 비해 부피가 크고 무겁기 때문에 사용하는데 많은 불편함이 있었다.
그리고, 오늘날에는 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 장치의 중요성이 커지고 있다.
이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 그 중 하나로 최근에 액정 표시 장치가 주목을 받고 있다.
상기 액정 표시 장치(LCD:Liquid Crystal Display)는 표시 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.
이와 같은 액정 표시 장치의 구동원리는 액정의 광학적, 유전적 이방성을 이용하는 것으로, 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정이 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재 주로 사용되고 있는 액정 표시 장치 중 하나로 트위스트 네마틱(TN : twisted nematic) 방식의 액정 표시 장치를 들 수 있다. 상기 트위스트 네마틱 방식은 두 기판에 각각 전극을 설치하고 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 다음 전극에 전압을 가하여 액정 방향자를 구동하는 방식이다.
상기 트위스트 네마틱 방식의 액정 표시 장치 외에도 유전적 이방성을 이용한 액정모드는 전압 제어 복굴절(ECB:electricallycontrollable birefringence), 게스트-호스트(GH:guest-host) 등이 있는데, 이 중 ECB 모드에서는 전계에 대해 수직한 방향으로 배열되는 유전적 이방성이 음(△ε<0)인 네가티브형(negative type) 액정이 이용된다.
상기 ECB 모드 중에서도 수직 배향(VA : Vertical Alignment) 모드는 계조전압에 대한 반응시간의 변화의 폭이 작아, 응답특성이 트위스트 네마틱 방식의 액정 표시 장치에 비하여 좋은 장점을 가지고 있다.
수직 배향 모드 액정 표시 장치는, 상하 기판 사이에 유전율 이방성이 음인 액정이 개재되어 있으며, 상하 기판의 대향면에는 수직 배향막이 형성되어 있고, 상하 기판의 대향면 뒷면 각각에는 편광 필름이 부착되어 있는 구조를 갖는다. 이때, 상하 기판의 대향면 각각에는 액정 구동 전극이 구비되어 있으며, 상하 편광 필름의 편광축은 서로 직교되도록 부착되어 있다.
이러한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는, 전계가 형성되기 이전에는 액정 분자들이 수직 배향막의 영향으로 기판에 수직으로 배열된다. 이때, 상하 편광 필름이 수직으로 교차되어 있는 관계로, 화면은 다크(dark)가 된다.
한편, 상하 기판의 구동 전극 사이에 전계가 형성되면 유전율 이방성이 음인 액정 성질에 따라, 액정 분자들은 전계의 형태와 수직이 되도록 틀어지게 된다. 이에 따라, 액정 분자를 통하여 광이 투과되어, 화면은 화이트(white)가 된다.
이때, 액정 분자는 그 형태가 봉상인 관계로, 장축과 단축의 굴절율, 유전율등이 서로 상이하다. 이에 따라, 액정 분자들을 보는 방향에 따라 굴절율이 상이하게 되어, 결국 화면의 정면에서 볼때와 측면에서 볼때의 시야각의 차가 발생된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하고자, 종래에는 하나의 단위 화소 내에서 하판의 화소 전극을 슬릿 형상으로 형성하여, 전계형성시 다중 도메인을 형성한다.
즉, 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계 형성시, 액정 분자들의 틀어지는 방향을 달리하도록 하여, 액정 분자의 장축과 단축에 대한 이방성을 보상하였다.
이하, 첨부된 도면을 통하여 종래의 수직 배향 모드의 액정 표시 장치를 간략히 설명한다.
종래의 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 있어서, 어레이 기판의 슬릿과 컬러 필터 기판의 유전체 돌기에 의해서 액정 구동시에 액정 분자를 다양하게 구동 시킬 수 있으므로 멀티 도메인 효과를 구현하게 된다.
도 1은 종래 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서, 화소부의 일부를 단면하여 개략적으로 보여주는 단면이고, 도 2는 종래 수직 배향 모드의 시야각 특성을 보여주는 그래프이다.
종래의 멀티 도메인 액정 표시 장치에 있어서, 하부 기판(101)의 슬릿(도시되지 않음) 또는 상부 기판의 유전체 돌기(148) 등에 의해서 액정 구동시에 액정 분자를 다양하게 구동시킬 수 있으므로 멀티 도메인 효과를 구현하게 된다.
종래의 반투과 액정표시장치는 하부 기판(101) 및 상기 하부 기판(101)과 소정간격 이격된 상부기판(102), 상기 하부기판(101) 및 상부기판(102) 사이에 형성된 액정층(130)으로 구성된다.
한편, 상기 유전체 돌기(148)가 화소 내에 형성되어 있는데, 상기 유전체 돌기(148)에 의해 액정 구동시에 액정 분자가 서로 다른 방향으로 구동되어 멀티 도멘인 효과를 구현할 수 있게 된다.
상기 유전체 돌기(148)는 감광성 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 아크릴수지(photoacrylate) 또는 BCB(BenzoCycloButene)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부기판(101) 및 상부기판(102)에는 각각 제 1, 2 위상 지연판(111,112)과 선형 편광 필름(121, 122)이 부착되어 구성된다.
여기서, 상기 제 1, 2 위상 지연판(111, 112)은 QWP(Quarter Wave Plate)가 사용되는데, 상기 선형 편광 필름(121, 122)의 편광축과 45도, 135도 각도를 가지 는 QWP를 사용한다.
전술한 구성에서, 상기 위상 지연판(111, 112)은 빛의 편광상태를 바꾸는 기능을 하게 된다. 일 예로 45도 각도로 입사한 선편광을 원편광으로 바꾸는 기능을 한다.
또한, 상기 편광필름(121, 122)은 자연광 또는 백라이트 광을 소정의 기울기를 가지는 선평광으로 바꾸는 기능을 하는 것으로, 즉, 편광필름(121, 122)의 편광축과 평행한 선편광만을 투과시키는 기능을 한다.
따라서, 상기 위상 지연판(111, 112)은 상기 편광필름(121, 122)에 의해 선편광된 빛을 원편광으로 변환시키는 역할을 하는 것이다.
그러므로, 상기 위상 지연판(111, 112)은 상기 편광 필름(121, 122)에 의해 선편광된 빛을 원편광으로 변환시켜 도메인 경계에서의 광 투과율을 개선하는 장점이 있다.
그러나, 상기 2매의 위상 지연판(111, 112)의 경사 방향의 위상 변화가 서로 상쇄시키지 못하기 때문에 도 2에 도시된 바와 같이, 시야각이 좁아지며 최대 시야각 방향이 편광 필름의 광축과 일치하지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에서 상부 기판과 하부 기판에 광축이 서로 평행하나 특성이 상이한 위상 지연판을 편광 필름과 45도 각도로 구비토록 함으로써, 광 투과율뿐만 아니라 시야각 특성을 개선시키는 수직 배향 모드 액정 표시 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수직 배향 모드의 액정 표시 장치는, 서로 대향되는 제 1, 제 2 기판과, 그 사이에 수직 배향된 액정층을 포함하여 이루어진 액정 패널과; 상기 액정 패널에 형성된 제 1, 2 편광 필름과; 상기 제 1 편광 필름 상에 형성된 음성 A-판(negative A plate)과, 상기 제 2 편광 필름 상에 형성된 양성 A-판(positive A plate)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 음성 A-판은 일축성을 가진 이방성 타원체 중에서 nx<ny=nz이고, 상기 양성 A-판은 일축성을 가진 이방성 타원체 중에서 nx>ny=nz인 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 편광 필름의 편광축과 상기 음성 A-판의 광축은 45도 차이가 나는 것을 특징으로 한다.
상기 음성 A-판과 양성 A-판은 광축이 평행한 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 편광 필름의 편광축과 양성 A-판의 광축과 45도 차이가 나는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 패널에 C-판의 위상차판이 적어도 하나 이상 더 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 액정층은 유전율이 음인 네마틱 액정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 기판 상에 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 형성된 게이트 전극, 반도체층, 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 다수의 박막 트랜지스터와; 상 기 제 1 기판 상에 형성된 화소 전극과; 상기 제 2 기판 상에 형성된 공통 전극과; 상기 제 1, 제 2 기판 상에 형성된 수직으로 배향된 제 1, 제 2 배향막을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 수직 배향 모드의 액정 표시 장치는 하부 기판(201) 및 상기 하부 기판(201)과 소정간격 이격된 상부 기판(202), 상기 하부기판(201) 및 상부기판(202) 사이에 형성된 액정층(230)으로 구성된다.
우선, 도시되지는 않았으나 하부 기판(201)에는 게이트 배선과 데이터 배선(214)이 교차하여 형성되는 화소 영역에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있으며, 하부 기판(201)에 게이트 절연막(216), 데이터 배선(214), 보호막(218)이 순차적으로 형성되어 있고, 상기 화소 영역에 화소 전극(228)이 형성되어 있다.
상기 게이트 절연막(216) 및 보호막(218)은 BCB(BenzoCycloButene), 아크릴수지(Acrylic resin), 폴리아미드(polyamide) 화합물, SiNx, 또는 SiOx 등의 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상부 기판(201)에는 상기 화소 영역 이외의 영역으로 누설되는 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(242)가 형성되어 있고, 상기 블랙 매트릭스(242) 상 에 컬러필터층(244)이 형성되어 있으며, 상기 컬러필터층(244) 상에 공통전극(246)이 형성되어 있다.
또한, 상기 공통전극(246) 상에는 전계를 왜곡시켜 멀티도메인 효과를 구현하기 위한 유전체 돌기(248)가 형성되어 있다.
상기 유전체 돌기(248)는 하부 기판(210)의 슬릿(235)과 슬릿 사이에 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 유전체 돌기(248)가 화소 내에 형성되어 있으며, 상기 유전체 돌기(248)는 감광성 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 아크릴수지(photoacrylate) 또는 BCB(BenzoCycloButene)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같은 구조의 멀티 도메인 액정 표시 장치에 있어서, 상부 기판(202)의 유전체 돌기(248)에 의해서 액정 구동시에 액정 분자를 다양하게 구동시킬 수 있으므로 멀티 도메인 효과를 구현하게 된다.
또한, 상기 하부기판(201) 및 상부기판(202)에는 각각 제 1, 2 위상 지연판(211, 212)과 선형 제 1, 2 편광 필름(221, 222)이 부착되어 구성된다.
전술한 구성에서, 상기 제 1, 2 위상 지연판(211, 212)은 빛의 편광상태를 바꾸는 기능을 하게 된다. 일 예로 45도 각도로 입사한 선편광을 원편광으로 바꾸는 기능을 한다.
또한, 상기 제 1, 2 편광필름(221, 222)은 광을 소정의 기울기를 가지는 선평광으로 바꾸는 기능을 하는 것으로, 즉, 제 1, 2 편광필름(221, 222)의 편광축과 평행한 선편광만을 투과시키는 기능을 한다.
따라서, 상기 제 1 위상 지연판(211,212)은 상기 제 1, 2 편광필름(221, 222)에 의해 선편광된 빛을 원편광으로 변환시키는 역할을 하는 것이다.
이때, 상기 액정층(230)은 전압을 인가하는 경우에 장축이 전계 방향과 수평한 방향으로 배열되어 있다가 수직한 방향으로 배열되는 음의 이방성을 가지는 네마틱 액정(nematic LC)의 집합체라고 가정한다.
여기서, 상기 제 1, 2 위상 지연판(211, 212)은 QWP로서 상기 제 1, 2 위상 지연판(211, 212)을 구성하는 QWP의 특성이 서로 상이함을 특징으로 한다.
즉, 제 1 위상 지연판(211)은 상기 제 1 편광 필름(221)과 45도 각도를 가지며 배치되고, 상기 제 2 위상 지연판(212)은 상기 제 1 위상 지연판(211)과 광축이 서로 평행하지만 특성이 상이한 QWP를 사용하며 상기 제 2 편광 필름(222)과 45도 각도를 가지도록 배치된다.
그리고, 상기 제 1 편광 필름(221)과 제 2 편광 필름(222)은 편광축이 90도가 되도록 배치된다.
상기 제 1, 2 위상 지연판(211, 212)을 구성하는 QWP는 음성 A-판(negative A-plate)과 양성 A-판(positive A-plate)을 사용함으로써 QWP에 기인한 위상 변화가 서로 상쇄되어 시야각 감소가 없이 투과율이 증가되도록 하며, 셀과 합착되어 사용시 시야각에 따른 빛의 위상지연(retardation)차이를 없애도록 제작된다.
상기 위상지연차이는 시야각과 밀접한 관계를 보이는 수치이다. 따라서 시야각의 개선을 위해서는 위상지연차이의 보상이 바람직하다.
따라서, 위상지연차이의 보상을 위해 액정 기판과 편광 필름의 사이에 설치하는 위상 지연판을 구성하는 QWP에는 일축성 굴절률 이방체가 주로 사용되고 있다.
한편, 도 4a 또는 4b는 본 발명의 실시예에 의한 QWP의 굴절률 이방성 타원체를 도시한 도면이다.
이에 도시한 바와 같이, 일축성은 직교 좌표계의 x, y, z 방향에서의 굴절률을 각각 nx, ny, nz 라 할 때, 두 방향의 굴절률이 동일하고 그 크기가 나머지 한 방향과 다를 때의 경우를 말한다.
일반적으로 사용하는 일축성 굴절률 이방체를 이용한 위상 지연판은 타원체의 장축이 필름 표면과 평행하거나 수직한 방향을 하도록 배열하고 있다.
또한, 상기 일축성을 가지는 이방성 타원체 중에서 도 4a에 도시된 바와 같이 nx>ny=nz인 경우를 양성 A-판(positive A-plate)이라 하고, 도 4b에 도시된 바와 같이 nx<ny=nz인 경우를 음성 A-판(negative A-plate)이라 한다.
본 발명의 실시예는 상기 위상 지연판에 구비되는 QWP가 각각 양성 A-판 또는 음성 A-판임을 특징으로 하며, 도 3에 도시된 바와 같이 하부 기판(201)에 구비되는 제 1 위상 지연판(211)이 음성 A-판 QWP로 구성되고, 상부 기판(202)에 구비되는 제 2 위상 지연판(212)이 양성 A-판 QWP로 구성된다.
단, 이는 하나의 실시예에 불과한 것으로 하부기판에 구비되는 제 1 위상 지연판(211)이 양성 A-판 QWP로 구성되고, 상부기판에 구비되는 제 2 위상 지연판(212)이 음성 A-판 QWP로 구성될 수도 있다.
이와 같이 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 구비되는 위상 지연판에 있어서, 상, 하부기판에 특성이 서로 상이한 위상 지연판을 구비토록 함으로써, 상기 위상 지연판을 구성하는 QWP의 경사방향으로 지나는 빛을 보상하여 시야각 특성을 개선시킬 수 있게 된다.
즉, 상기 제 1, 2 위상 지연판(211, 212)을 구성하는 QWP는 상기 액정층(230)에 구비된 액정셀이 가지는 시야각에 따른 이방성 분포를 보상해 주는 역할을 하는 것으로, 이는 상기 액정셀과는 가능한 반대의 이방성 분포를 가짐으로써, 셀과 합착하여 사용시 시야각에 따른 빛의 위상지연(retardation)차이를 없애도록 제작된다.
여기서, 상기 위상 지연판이 서로 양(positive)과 음(negative)의 성질을 갖도록 구성하는 것은 위상지연 간의 이방성을 보상하기 위함이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직 배향 모드의 액정 표시 장치의 빛샘 특성을 보여주는 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에서 상부 기판과 하부 기판에 광축이 서로 평행한 위상 지연판을 편광 필름과 45도 각도로 구비함으로써, 광 투과율뿐만 아니라 정면과 측면 시야각 특성을 우수한 것을 볼 수 있다.
한편, 상기 수직 배향 모드의 액정 표시 장치의 상부 기판과 하부 기판의 적어도 하나의 일면에 위상차판으로 C-판(C plate)를 더 부착할 수도 있다.
상기 C-판 위상 지연판은 수직 배향 모드의 액정층을 지나는 경사방향의 빛 을 보상하여 시야각 특성을 더욱 개선시키게 된다.
상기 C-판 위상 지연판은 일축성을 가지는 이방성 타원체 중에서 nz<ny=nx인 음성 C-판(negative C-plate)로 구성되거나, nz>ny=nx인 양성(positive) C-판으로 구성될 수도 있다.
여기서, 상기 C-판 위상 지연판은 액정셀이 가지는 시야각에 따른 이방성 차이를 보상하는 역할을 수행한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명은 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에서 상부 기판과 하부 기판에 광축이 서로 평행한 위상 지연판을 편광 필름과 45도 각도로 구비토록 함으로써, 광 투과율뿐만 아니라 시야각 특성을 향상되어 전방향에 대해서 화질이 우수한 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 서로 대향되는 제 1, 제 2 기판과, 그 사이에 수직 배향된 액정층을 포함하여 이루어진 액정 패널과;
    상기 액정 패널에 형성된 제 1, 2 편광 필름과;
    상기 제 1 편광 필름 상에 형성된 음성 A-판(negative A plate)과, 상기 제 2 편광 필름 상에 형성된 양성 A-판(positive A plate)과;
    상기 제 1 기판에 형성되며, 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 형성된 게이트 전극, 반도체층, 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 다수의 박막 트랜지스터와;
    상기 제 1 기판에 형성된 화소 전극과;
    상기 제 2 기판에 형성된 공통 전극과;
    상기 제 1, 제 2 기판에 수직으로 배향되어 형성된 제 1, 제 2 배향막과;
    상기 공통전극 표면에 형성되는 유전체 돌기;를 포함하고,
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극은 수직으로 중첩하며, 상기 유전체 돌기는 상기 화소 전극의 중앙영역과 수직으로 중첩하는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 음성 A-판은 일축성을 가진 이방성 타원체 중에서 nx<ny=nz이고, 상기 양성 A-판은 일축성을 가진 이방성 타원체 중에서 nx>ny=nz인 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 편광 필름의 편광축과 상기 음성 A-판의 광축은 45도 차이가 나는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 음성 A-판과 양성 A-판은 광축이 평행한 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 편광 필름의 편광축과 양성 A-판의 광축과 45도 차이가 나는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 액정 패널에 C-판의 위상차판이 적어도 하나 이상 더 형성된 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 액정층은 유전율이 음인 네마틱 액정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
  8. 삭제
KR1020050102958A 2005-10-31 2005-10-31 수직 배향 모드 액정 표시 장치 KR101192025B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050102958A KR101192025B1 (ko) 2005-10-31 2005-10-31 수직 배향 모드 액정 표시 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050102958A KR101192025B1 (ko) 2005-10-31 2005-10-31 수직 배향 모드 액정 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070046353A KR20070046353A (ko) 2007-05-03
KR101192025B1 true KR101192025B1 (ko) 2012-10-16

Family

ID=38271712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050102958A KR101192025B1 (ko) 2005-10-31 2005-10-31 수직 배향 모드 액정 표시 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101192025B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102080007B1 (ko) 2012-05-25 2020-02-24 삼성디스플레이 주식회사 광투과율 제어가 가능한 표시장치
KR102283456B1 (ko) 2013-12-18 2021-07-30 삼성디스플레이 주식회사 광투과율 제어가 가능한 표시 장치
US11099435B2 (en) 2017-10-31 2021-08-24 Lg Chem, Ltd. Transmittance-variable device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070046353A (ko) 2007-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8395731B2 (en) Liquid crystal panel, liquid crystal display device and terminal device
US7843541B2 (en) Transflective liquid crystal device and electronic equipment having first and second electrodes each with first and second branch electrodes
KR100239266B1 (ko) 액정표시장치 및 그의 위상지연 보상방법
US20070165165A1 (en) Liquid crystal display device
US20060066792A1 (en) Liquid crystal display device having variable viewing angle
KR100695698B1 (ko) 디스플레이 디바이스, 보상 필름 및 액정 디스플레이
US7733450B2 (en) Liquid crystal display device with specific compensation film
KR100486186B1 (ko) 액정 디스플레이 장치
KR101222951B1 (ko) 시야각 제어 액정표시장치
KR101115774B1 (ko) 멀티 도메인 액정표시장치 및 그 제조방법
JP3776844B2 (ja) 液晶表示装置
KR101192025B1 (ko) 수직 배향 모드 액정 표시 장치
US7505095B2 (en) Display panel, and display device and electronic device using thereof
US7623208B2 (en) Optical efficiency enhancing film and liquid crystal display using the same
US7589811B2 (en) Liquid crystal display device
JP2006337676A (ja) 液晶表示素子
KR101774280B1 (ko) 평면정렬 스위칭 방식 액정표시장치 및 그 구동방법
JP4788247B2 (ja) 液晶装置および電子機器
KR101159327B1 (ko) 반투과 액정표시장치
KR100786475B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동방법
KR20050036343A (ko) 수직 배향 모드 액정 표시 장치
US10317741B2 (en) Transflective type liquid crystal display device
EP3872560B1 (en) Liquid crystal display device
KR101812542B1 (ko) 평면정렬 스위칭 방식 액정표시장치 및 그 구동방법
Lee et al. Multi‐Domainlike, Homeotropic Nematic Liquid Crystal Display

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180917

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190917

Year of fee payment: 8