KR101738328B1 - Display panel and multi domain liquid crystal display including the same - Google Patents
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- G02F2001/133773—
Abstract
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 위에 수평 배향막과 수직 배향막을 적층하여 배향할 수 있다. 이에 의해, 전계조에서 우수한 시야각을 가지고 안정적인 다중 도메인 비틀린 네마틱 모드의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다According to the embodiment of the present invention, the horizontal alignment film and the vertical alignment film can be laminated and aligned on the substrate. Thereby, it is possible to provide a stable multi-domain twisted nematic mode liquid crystal display device having an excellent viewing angle in all gray levels
Description
본 발명은 액정 표시 장치용 표시판 및 이를 포함하는 다중 도메인 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display panel for a liquid crystal display device and a multi-domain liquid crystal display device including the same.
액정 표시 장치 중, TN(Twisted Nematic) 모드의 경우 다른 모드의 액정 표시 장치에 비하여 높은 광투과 효율을 가지고, 제조 공정이 간단하여 가장 널리 이용되고 있다. 그러나, 특정 방향에서 시야각이 저하되는 문제점이 있다.Among the liquid crystal display devices, in the TN (Twisted Nematic) mode, the liquid crystal display device has higher light transmittance efficiency than the liquid crystal display devices of other modes, and the manufacturing process is simple and most widely used. However, there is a problem that the viewing angle decreases in a specific direction.
TN(Twisted Nematic) 모드의 액정 표시 장치에서, 시야각을 개선하기 위한 방법으로 위상차 필름을 사용하는 방법과 수평 배향막을 이용하여 다중 배향을 적용하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 위상차 필름을 사용하는 경우, 추가 공정이 필요하고, 제품 단가가 높아지게 된다. 또한, 수평 배향막을 이용하여 다중 배향을 적용하는 방법에서는 선경사가 충분히 높지 않아서 낮은 계조에서는 다중 도메인을 형성하지 못하는 문제점이 있고, 다중 도메인의 경우, 응답 속도가 느린 문제점이 있다.In a TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal display device, a method of using a retardation film and a method of applying multiple orientations using a horizontal alignment film are known as methods for improving the viewing angle. However, in the case of using a retardation film, an additional process is required and the product unit price is increased. In addition, in the method of applying multiple orientations using a horizontal alignment film, there is a problem that a pre-scan yarn is not sufficiently high, so that a multi-domain can not be formed at a low gray level.
또한, 수직 배향막을 이용하여 다중 배향을 적용하는 경우, 초기부터 선경사가 높기 때문에, 도메인 안정성이 높고 응답 속도가 빠르다. 또한, 노멀리 블랙 모드이기 때문에, 투과율이 높을 수 있다. 그러나, 수직 배향막으로 다중 도메인 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정 표시 장치를 구현하는 경우, 액정층에 가해지는 수평 앵커링 에너지의 크기가 작아져서 액정층이 비틀린 네마틱 모드를 유지하기 어려운 문제점이 있다.Further, when multiple orientations are applied using a vertical alignment film, the domain stability is high and the response speed is fast because the linear alignment is high from the beginning. Further, since it is in the normally black mode, the transmittance can be high. However, when a multi-domain TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal display device is implemented with a vertical alignment layer, the horizontal anchoring energy applied to the liquid crystal layer is reduced, which makes it difficult to maintain the twisted nematic mode.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 저계조에서도 우수한 시야각을 가지고, 빠른 응답 속도를 가질 뿐만 아니라 안정적인 비틀린 네마틱 모드의 다중 도메인 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a multi-domain liquid crystal display device having a wobbly nematic mode having a high viewing angle and a fast response speed even at a low gray level.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 제1 수평 배향막, 상기 제1 수평 배향막 위에 배치되어 있는 제1 수직 배향막, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 배치되어 있는 제2 수평 배향막, 상기 제2 수평 배향막 위에 배치되어 있는 제2 수직 배향막, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있으며, 비틀린 네마틱 모드인 액정층을 포함한다.A liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes a first substrate, a first horizontal alignment film disposed on the first substrate, a first vertical alignment film disposed on the first horizontal alignment film, A second horizontal alignment film disposed on the second substrate, a second vertical alignment film disposed on the second horizontal alignment film, and a second vertical alignment film disposed between the first substrate and the second substrate, wherein the twisted nematic Mode liquid crystal layer.
상기 제1 수평 배향막은 서로 반대의 방향으로 러빙되어 있는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 수평 배향막은 서로 반대의 방향으로 러빙되어 있는 제3 영역과 제4 영역을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역의 러빙 방향과 상기 제3 영역 및 상기 제4 영역의 러빙 방향은 서로 수직을 이룰 수 있다.Wherein the first horizontal alignment film includes a first region and a second region that are rubbed in directions opposite to each other, and the second horizontal alignment film includes a third region and a fourth region that are rubbed in directions opposite to each other, The rubbing direction of the first region and the second region and the rubbing direction of the third region and the fourth region may be perpendicular to each other.
상기 액정층의 액정 분자는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다.The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer may have positive dielectric anisotropy.
상기 액정층의 액정 분자는 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다.The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer may have a negative dielectric anisotropy.
본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 배치되어 있으며, 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하는 제1 배향막, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 배치되어 있으며, 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하는 제2 배향막, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있으며, 비틀린 네마틱 모드인 액정층을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising a first substrate, a first alignment layer disposed on the first substrate and including a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer, a second substrate facing the first substrate, A second alignment layer disposed on the second substrate and including a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer and a liquid crystal layer injected between the first and second substrates in a twisted nematic mode.
본 발명의 실시예에 따르면, 수평 배향 물질과 수직 배향 물질을 포함하는 배향막을 이용하여 액정 분자를 배향할 수 있다. 이에 의해, 저계조에서도 우수한 시야각을 가지는 다중 도메인 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 수평 배향 물질과 수직 배향물질을 포함하는 배향막을 이용하여 액정 분자를 배향함으로써, 액정층에 가해지는 수평 앵커링 에너지와 수직 앵커링 에너지의 조합에 의해, 안정적인 다중 도메인 비틀린 네마틱 모드의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, liquid crystal molecules can be aligned by using an alignment film including a horizontal alignment material and a vertical alignment material. Thereby, a multi-domain liquid crystal display device having an excellent viewing angle even at a low gradation can be provided. According to an embodiment of the present invention, by orienting liquid crystal molecules using an alignment layer including a horizontal alignment material and a vertical alignment material, a combination of horizontal anchoring energy and vertical anchoring energy applied to the liquid crystal layer, A twisted nematic mode liquid crystal display device can be provided.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판을 도시하는 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시하는 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판을 도시하는 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시하는 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판을 도시하는 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시하는 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 다중 도메인 형성 방법을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 이중 배향막의 선경사의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 도메인 안정성 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 표시 특성 결과를 나타내는 그래프로, 시야각 측정 결과를 나타낸다.
도 7(c) 및 도 7(d)는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 표시 특성 결과를 나타내는 그래프로, 계조반전(Gray Scale Inversion) 결과를 나타낸다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 응답 속도 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 도메인 안정성 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 배향막 조건에 따른 다중 도메인 액정 표시 장치의 구현 결과를 나타내는 그래프이다.1A is a cross-sectional view showing a display panel for a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
1B is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
2A is a cross-sectional view illustrating a display panel for a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention.
2B is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
3A is a cross-sectional view illustrating a display panel for a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
3B is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
4A and 4B are conceptual views illustrating a method of forming multiple domains in a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the results of the pre-alignment of the dual orientation film of the liquid crystal display device according to one experimental example of the present invention.
6 is a graph showing a result of domain stability evaluation of a liquid crystal display device according to an experimental example of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are graphs showing display characteristic results of a liquid crystal display device according to one experimental example of the present invention, and show the results of measurement of viewing angle.
7 (c) and 7 (d) are graphs showing display characteristic results of a liquid crystal display device according to one experimental example of the present invention, and show gray scale inversion results.
8A to 8C are graphs showing response speed results of a liquid crystal display according to an experimental example of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
11A to 11C are graphs showing the domain stability evaluation results of the liquid crystal display device according to one experimental example of the present invention.
12 is a graph showing the results of implementation of a multi-domain liquid crystal display device according to an alignment film condition of a liquid crystal display device according to an experimental example of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1a를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판에 대하여 설명한다. 도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판을 도시하는 단면도이다.First, a display panel for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1A. 1A is a cross-sectional view showing a display panel for a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 1a를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판은 절연 기판(110), 절연 기판(110) 위에 배치되어 있는 수평 배향막(120), 수평 배향막(120) 위에 배치되어 있는 수직 배향막(130)을 포함한다.1A, a display panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes an
여기서 배향막은 폴리 아믹산(poly-amic acid), 폴리 이미드(poly-imide), 나일론(nylon), PVA(polyvinylalcohol, PVC 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 배향막은 광배향 물질을 포함할 수도 있다. 광배향 물질은 광에 대한 반응의 종류에 따라 광분해 물질, 광이성화 물질, 광경화 물질 및 광중합 물질 등으로 나눌 수 있다. 광분해 물질의 경우에는 편광된 UV에 의해 폴리머 사슬의 분해를 비등방적으로 일으켜 이에 의해 생성된 구조적 비등방성을 이용하여 광배향될 수 있다. 예를 들면, 폴리이미드에 편광된 UV를 조사하면, 사슬이 끊어지고 산화반응이 동반된다. 위와 같은 물질은 높은 열적 안정성을 가질 수 있다.Here, the alignment layer may include any one of poly-amic acid, polyimide, nylon, PVA (polyvinylalcohol, PVC), and the alignment layer may include a photo alignment material Photoinduced materials can be classified into photodegradation materials, photoisomerization materials, photo-curing materials and photopolymerization materials depending on the kind of reaction to light. In the case of photodegradation materials, the polymer chain is decomposed by polarized UV For example, when polyimide is irradiated with polarized UV light, the chain is broken and oxidation reaction is accompanied. The above materials are highly thermally stable Stability can be obtained.
광이성화 물질은 광에 의해 cis/trans isomer로 변화가 일어나며 이에 의해 생성된 방향으로 광배향된다.The photoisomerization material changes into cis / trans isomer by light and is optically oriented in the direction generated by it.
광경화 물질은 편광된 UV에 의해 편광방향으로 배향되어 있는 광반응기들이 선택적으로 반응하여 이방성을 갖음으로써 광배향된다.The photo-curing material is photo-aligned by selectively reacting and having anisotropy in the light reactors oriented in the polarization direction by the polarized UV.
광중합 물질은 광조사시, 광중합이 되어 선경사를 갖는 폴리머를 형성한다. The photopolymerizable material is photopolymerized upon light irradiation to form a polymer having a linear gradient.
여기서 광배향 물질은 폴리이미드(Polyimide), 폴리아믹산(Polyamic acid), 폴리노보넨, 페닐 말레이미드 공중합체, 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinnamate), 폴리아조벤젠(polyazobenzene), 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리스틸렌(Polystylene), 폴리페닐렌프탈아미드(Polyphenylenephthalamide), 폴리에스테르(Polyester), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리실록산에시나메이트(Polysiloxanecinnamate), 셀룰로세신나메이트(cellulosecinnamate)계 화합물 및 폴리메틸 메타크릴 레이트(Polymethyl methacrylate)계 화합물로 구성된 군에서 선택된 고분자물질을 포함할 수 있다.Here, the photo alignment material may be at least one selected from the group consisting of polyimide, polyamic acid, polynorbornene, phenylmaleimide copolymer, polyvinylcinnamate, polyazobenzene, polyethyleneimine, Polyvinyl alcohol, polyamide, polyethylene, polystylene, polyphenylenephthalamide, polyester, polyurethane, polysiloxanecinnamate in polysiloxane, , A cellulosecinnamate-based compound, and a polymethyl methacrylate-based compound.
기판(110) 위에 수평 배향막(120)을 적층한 후, 배향하지 않고, 그 위에 수직 배향막(130)을 적층할 수 있고, 또는 기판(110) 위에 수평 배향막(120)을 적층한 후, 일정한 방향으로 배향한 후, 그 위에 수직 배향막(130)을 적층할 수도 있다.It is possible to stack the
그리고 수직 배향막(130)은 복수의 도메인을 갖도록 배향될 수 있고, 여기서 배향은 러빙 또는 광배향에 의하여 수행될 수 있다.본 발명의 실시예에 따른 모든 배향막은 그 위에 배치되는 액정 분자가 일정한 선경사(pre-tilt)를 가지도록 러빙되어 있는데, 본 명세서에서 선경사는 각도(angle)와 방향(direction)을 가질 수 있으며, 이하에서는 이를 각각 극각(polar angle, 0-90) 및 방위각(azimuthal angle, 0-360)으로 정의하도록 한다. 즉, 선경사는 방위각(azimuthal angle, 0-360) 및 극각(polar angle, 0~+90)을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 여기서, 방위각은 배향막 또는 액정의 기판 면상으로의 투영이 액정 표시 장치의 신호선, 예를 들어 게이트 라인 또는 데이터 라인을 기준으로 하여 기울어진 각도를 의미한다. 극각은 배향 조절제 또는 액정이 기판의 수평면에 대하여 기울어진 각도를 의미한다.The
수직 배향막(130)은 수직 배향물질을 용매(NMP, BL, BC 등)에 섞어서 코팅한다. 수직 배향막 물질의 함량(용량 백분율: wt%)에 따라 수직 배향(130)의 두께가 달라진다.The
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 경우, 수평 배향막(120)을 도포한 후, 수직 배향막(130)을 도포하기 때문에, 두 배향막(120, 130)의 앵커링 에너지(anchoring energy)의 조합에 의해 수평 배향막(120)과 수직 배향막(130)의 선경사의 중간 값을 가지는 선경사를 구현할 수 있다. 예를 들어, 수평 배향막(120)에 비하여 수직 배향막(130)의 두께를 증가할 경우, 선경사는 커지고, 그 반대의 경우 선경사는 작아질 수 있다.Since the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 경우, 수평 배향막과 수직 배향막의 적층 구조인 이중 배향막이기 때문에, 액정 분자가 원하는 선경사를 가지도록 배향할 수 있다.Therefore, in the case of the display panel for a liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, the liquid crystal molecules can be oriented so as to have a desired line inclination because of the double orientation film, which is a laminated structure of the horizontal orientation film and the vertical orientation film.
그러면, 도 1b를 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시하는 단면도이다.Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 1b를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 두 표시판(100, 200)과 그 사이에 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.Referring to FIG. 1B, the liquid crystal display according to the present embodiment includes two opposing
하부 표시판(100)은 제1 절연 기판(110) 위에 배치되어 있는 제1 수평 배향막(120), 제1 수평 배향막(120) 위에 배치되어 있는 제1 수직 배향막(130)을 포함한다The
상부 표시판(200)은 제2 절연 기판(210) 위에 배치되어 있는 제2 수평 배향막(220), 제2 수평 배향막(220) 위에 배치되어 있는 제2 수직 배향막(230)을 포함한다. The
도시하지는 않았지만, 절연 기판(110) 위에는 게이트선, 데이터선 등의 신호선과 신호선에 연결되어 있는 스위칭 소자, 예를 들어 박막 트랜지스터(TFT), 그리고 스위칭 소자에 연결되어 있는 화소 전극 등이 형성되어 있을 수 있다. 또한 절연 기판(110) 위에는 색필터, 차광 부재, 공통 전극 등이 형성되어 있을 수 있다.Although not shown, a switching element, for example, a thin film transistor (TFT) connected to a signal line such as a gate line or a data line and a signal line, and a pixel electrode connected to the switching element are formed on the insulating
하부 표시판(100)의 제1 수평 배향막(120) 및 제1 수직 배향막(130)은 서로 다른 방향으로 배향되어 있는 적어도 두 개의 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)은 서로 다른 방향으로 배향되어 있는 적어도 두 개의 제3 영역과 제4 영역을 포함한다.The first
하부 표시판(100)의 제1 수평 배향막(120) 및 제1 수직 배향막(130)의 제1 영역과 제2 영역은 서로 반대 방향으로 배향될 수 있고, 상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)의 제3 영역과 제4 영역은 서로 반대 방향으로 배향될 수 있다.The first and second regions of the first
또한, 하부 표시판(100)의 제1 영역 및 제2 영역의 배향 방향과 상부 표시판(200)의 제3 영역 및 제4 영역의 배향 방향은 서로 수직을 이룰 수 있다.The alignment direction of the first region and the second region of the
하부 표시판(100)의 제1 기판(110) 위에 제1 수평 배향막(120)을 적층한 후, 배향하지 않고, 그 위에 제1 수직 배향막(130)을 적층할 수 있고, 또는 제1 기판(110) 위에 제1 수평 배향막(120)을 적층한 후, 원하는 방향으로 배향한 후, 그 위에 제1 수직 배향막(130)을 적층할 수도 있다.The first
상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)도 유사하게, 제2 기판(210) 위에 제2 수평 배향막(220)을 적층한 후, 배향하지 않고, 그 위에 제2 수직 배향막(230)을 적층할 수 있고, 또는 제2 기판(210) 위에 제2 수평 배향막(220)을 적층한 후, 원하는 방향으로 배향한 후, 그 위에 제2 수직 배향막(230)을 적층할 수도 있다.The second
도시한 실시예에서는, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 모두 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하였지만, 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 표시판이 수평 배향막과 수직 배향막의 적층 구조를 이루는 배향막을 포함할 수도 있다.In the illustrated embodiment, both the
도시하지는 않았지만, 제1 기판(110) 또는 제2 기판(210) 위에는 게이트선, 데이터선 등의 신호선과 신호선에 연결되어 있는 스위칭 소자, 예를 들어 박막 트랜지스터(TFT), 그리고 스위칭 소자에 연결되어 있는 화소 전극, 색필터, 차광 부재, 공통 전극 등이 형성되어 있을 수 있다.Although not shown, the
일반적으로, 수평 배향되어 있는 비틀린 네마틱 액정 표시 장치에 있어서, 안정적인 네 개의 도메인을 형성하기 위하여 요구되는 선경사의 최소 극각(θmin)은 아래의 수식에 의해 구해진다.In general, in a horizontally aligned twisted nematic liquid crystal display device, the minimum polar angle (? Min ) of a pre-warp yarn required to form four stable domains is obtained by the following equation.
θmin 2=π×d/Lθ min 2 = π × d / L
여기서, d는 액정층의 셀 간격이고, L은 도메인의 수평 크기이다.Where d is the cell spacing of the liquid crystal layer and L is the horizontal dimension of the domain.
예를 들어, 셀 간격이 5㎛이고, 도메인의 수평 크기가 100㎛인 경우, 안정적인 네 개의 도메인을 형성하기 위하여 요구되는 최소 극각(θmin)은 약 22도이다.For example, if the cell spacing is 5 [mu] m and the horizontal size of the domain is 100 [mu] m, then the minimum pole angle [theta] min required to form the stable four domains is about 22 degrees.
일반적으로, 수평 배향막의 경우 약 4-5도의 극각을 가지고, 수직 배향막은 약 89-90도의 극각을 가지기 때문에, TN 모드에서 안정적인 네 개의 도메인을 형성하기 어렵다.Generally, it is difficult to form four stable domains in the TN mode because the horizontal alignment film has a polar angle of about 4-5 degrees and the vertical alignment film has a polar angle of about 89-90 degrees.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 경우, 수평 배향막(120)을 도포한 후, 수직 배향막(130)을 도포하기 때문에, 두 배향막(120, 130)의 앵커링 에너지(anchoring energy)의 조합에 의해 수평 배향막(120)과 수직 배향막(130)의 선경사의 중간 영역의 값을 가지는 선경사를 구현할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예와 같은 수평 배향되어 있는 비틀린 네마틱 액정 표시 장치에서는, 러빙 또는 광배향에 의하여 방위각(azimuthal angle)이 정해지고, 이중 배향막에 의하여 극각이 조절 될 수 있다. 예를 들어, 수평 배향막(120)에 비하여 수직 배향막(130)의 두께를 증가할 경우, 극각은 커지고, 그 반대의 경우 극각은 작아질 수 있다.Since the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 경우, 수평 배향막과 수직 배향막의 적층 구조인 이중 배향막이기 때문에, 액정 분자가 원하는 극각을 가지도록 배향할 수 있다.Therefore, in the case of the display panel for a liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, the liquid crystal molecules can be oriented so as to have a desired polar angle, because it is a dual orientation film which is a laminated structure of a horizontal orientation film and a vertical orientation film.
그러면, 도 2a 및 도 2b를 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판과 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판을 도시하는 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시하는 단면도이다.Hereinafter, a display panel and a liquid crystal display for a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. FIG. 2A is a cross-sectional view showing a display panel for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
도 2a를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판은 절연 기판(110), 절연 기판(110) 위에 배치되어 있으며, 수평 배향 물질과 수직 배향 물질을 포함하는 혼합 배향막(140)을 포함한다. 혼합 배향막(140)은 수평 배향 물질과 수직 배향 물질을 혼합하여 형성할 수 있다.2A, a display panel for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention includes an insulating
여기서 배향 물질은 폴리 아믹산(poly-amic acid), 폴리 이미드(poly-imide), 나일론(nylon), PVA(polyvinylalcohol, PVC 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 배향막은 광배향 물질을 포함할 수도 있다. 광배향 물질은 광에 대한 반응의 종류에 따라 광분해 물질, 광이성화 물질, 광경화 물질 및 광중합 물질 등으로 나눌 수 있다. 광분해 물질의 경우에는 편광된 UV에 의해 폴리머 사슬의 분해를 비등방적으로 일으켜 이에 의해 생성된 구조적 비등방성을 이용하여 광배향될 수 있다. 예를 들면, 폴리이미드에 편광된 UV를 조사하면, 사슬이 끊어지고 산화반응이 동반된다. 위와 같은 물질은 높은 열적 안정성을 가질 수 있다.Here, the alignment material may include any one of poly-amic acid, poly-imide, nylon, PVA (polyvinylalcohol, PVC), and the alignment layer may be a photo- Photoinduced materials can be divided into photodegradation materials, photoisomerization materials, photo-curing materials and photopolymerization materials depending on the kind of reaction to light. In the case of photodegradation materials, the decomposition of polymer chains by polarized UV Can be optically aligned using the structural anisotropy produced thereby, for example, when polyimide is irradiated with polarized UV, the chain is broken and oxidation reaction is accompanied. And may have thermal stability.
광이성화 물질은 광에 의해 cis/trans isomer로 변화가 일어나며 이에 의해 생성된 방향으로 광배향된다.The photoisomerization material changes into cis / trans isomer by light and is optically oriented in the direction generated by it.
광경화 물질은 편광된 UV에 의해 편광방향으로 배향되어 있는 광반응기들이 선택적으로 반응하여 이방성을 갖음으로써 광배향된다.The photo-curing material is photo-aligned by selectively reacting and having anisotropy in the light reactors oriented in the polarization direction by the polarized UV.
광중합 물질은 광조사시, 광중합이 되어 선경사를 갖는 폴리머를 형성한다. The photopolymerizable material is photopolymerized upon light irradiation to form a polymer having a linear gradient.
여기서 광배향 물질은 광배향 물질은 폴리이미드(Polyimide), 폴리아믹산(Polyamic acid), 폴리노보넨, 페닐 말레이미드 공중합체, 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinnamate), 폴리아조벤젠(polyazobenzene), 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리스틸렌(Polystylene), 폴리페닐렌프탈아미드(Polyphenylenephthalamide), 폴리에스테르(Polyester), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리실록산에시나메이트(Polysiloxanecinnamate), 셀룰로세신나메이트(cellulosecinnamate)계 화합물 및 폴리메틸 메타크릴 레이트(Polymethyl methacrylate)계 화합물로 구성된 군에서 선택된 고분자물질을 포함할 수 있다.Herein, the photo-alignment material may be at least one selected from the group consisting of polyimide, polyamic acid, polynorbornene, phenylmaleimide copolymer, polyvinylcinnamate, polyazobenzene, polyethyleneimine, ), Polyvinyl alcohol, polyamide, polyethylene, polystylene, polyphenylenephthalamide, polyester, polyurethane, polysiloxane, and the like. A polymeric material selected from the group consisting of Polysiloxanecinnamate, Cellulosecinnamate-based compounds and Polymethyl methacrylate-based compounds.
혼합 배향막(140)은 수직 배향물질을 용매(NMP: BL: BC)에 섞어서 수평 배향막에 혼합한다. 수직 배향막 물질의 함량(용량 백분율:wt%)에 따라 혼합 배향막(140)에 의한 극각이 달라진다.The
앞서 설명하였듯이, 수평 배향막의 경우 약 4-5°의 극각을 가지고, 수직 배향막은 약 89-90°의 극각을 가지기 때문에, 수평 배향된 비틀린 네마틱(TN, twisted nematic) 모드에서 안정적인 네 개의 도메인을 형성하기 어렵다.As described above, since the horizontal alignment film has a polar angle of about 4-5 ° and the vertical alignment film has a polar angle of about 89-90 °, four stable domains (twisted nematic) in a horizontally oriented twisted nematic (TN) .
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 경우, 수평 배향 물질과 수직 배향 물질을 혼합한 혼합 배향막(140)을 이용하여 배향하기 때문에, 수평 배향물질과 수직 배향 물질의 앵커링 에너지(anchoring energy)의 조합에 의해 수평 배향물질과 수직 배향물질의 중간 영역의 값을 가지는 선경사를 구현할 수 있다. 앞서 설명하였듯이, 선경사(극각)은 용매에 첨가되는 수직 배향막 물질의 함량에 따라 변화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 경우, 수평 배향막과 수직 배향막을 혼합한 혼합 배향막이기 때문에, 액정 분자가 원하는 극각을 가지도록 배향할 수 있다.In the case of the display panel for a liquid crystal display according to the embodiment of the present invention, since the alignment is performed using the mixing
그러면, 도 2b를 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.2B, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described.
도 2b를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 두 표시판(100, 200)과 그 사이에 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.Referring to FIG. 2B, the liquid crystal display according to the present embodiment includes two
하부 표시판(100)은 제1 절연 기판(110) 및 제1 절연 기판(110) 위에 배치되어 있으며, 수평 배향 물질과 수직 배향 물질을 포함하는 제1 혼합 배향막(140)을 포함한다..The
상부 표시판(200)은 제2 절연 기판(210) 및 제2 절연 기판(210) 위에 배치되어 있으며, 수평 배향 물질과 수직 배향 물질을 포함하는 제2 혼합 배향막(240)을 포함한다. 제2 혼합 배향막(240)은 PI, 광배향막, 나일론(nylon), PVC, PVA 등의 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
하부 표시판(100)의 제1 혼합 배향막(140)은 서로 다른 방향으로 러빙되어 있는 적어도 두 개의 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상부 표시판(200)의 제2 혼합 배향막(240)은 서로 다른 방향으로 러빙되어 있는 적어도 두 개의 제3 영역과 제4 영역을 포함한다.The first
하부 표시판(100)의 제1 혼합 배향막(140)의 제1 영역과 제2 영역은 서로 반대 방향으로 러빙될 수 있고, 상부 표시판(200)의 제2 혼합 배향막(240)의 제3 영역과 제4 영역은 서로 반대 방향으로 러빙될 수 있다.The first area and the second area of the first
또한, 하부 표시판(100)의 제1 영역 및 제2 영역의 러빙 방향과 상부 표시판(200)의 제3 영역 및 제4 영역의 러빙 방향은 서로 수직을 이룰 수 있다.The rubbing direction of the first region and the second region of the
도시한 실시예에서는, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 모두 혼합 배향막을 포함하였지만, 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 표시판이 혼합 배향막을 포함할 수도 있다. 도시하지는 않았지만, 본 발명의 다른 한 실시예에서는 혼합 배향막(140, 240) 중 적어도 하나에는 배향 조절제를 포함할 수도 있다.In the illustrated embodiment, both the
도시하지는 않았지만, 제1 기판(110) 또는 제2 기판(210) 위에는 게이트선, 데이터선 등의 신호선과 신호선에 연결되어 있는 스위칭 소자, 예를 들어 박막 트랜지스터(TFT), 그리고 스위칭 소자에 연결되어 있는 화소 전극, 색필터, 차광 부재, 공통 전극 등이 형성되어 있을 수 있다.Although not shown, the
다음으로, 도 3a를 참고하여 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판에 대하여 설명한다. 도 3a는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판을 도시하는 단면도이다.Next, a display panel for a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3A. 3A is a cross-sectional view illustrating a display panel for a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
도 3a를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판은 도 1a에 도시한 표시판과 적층 구조가 유사하다. 절연 기판(110), 절연 기판(110) 위에 배치되어 있는 수평 배향막(120), 수평 배향막(120) 위에 배치되어 있는 수직 배향막(130)을 포함한다.Referring to FIG. 3A, the display panel for a liquid crystal display device according to the present embodiment is similar in lamination structure to the display panel shown in FIG. 1A. A
그러나, 도 1a에 도시한 실시예와는 달리, 수평 배향막(120) 및 수직 배향막(130)의 적층 구조의 배향막에 배향 조절제(20)를 더 포함한다. 수평 배향막(120) 및 수직 배향막(130)의 적층 구조의 배향막에 배향 조절제(20)를 더 포함할 수 있다.여기서, 배향 조절제는 중합된 광중합성 모노머 또는 올리고머를 말하며, 광중합성 모노머 또는 올리고머의 예를 들면 리액티브 메조겐, NOA series(노어랜드 사) 등이 사용될 수 있다.However, unlike the embodiment shown in FIG. 1A, the
리액티브 메조겐은 자외선 등의 광에 의하여 중합되며, 인접한 물질의 배향 상태에 따라 배향되는 물질이다. 여기서, 인접한 물질은 상술한 바와 같이 액정(300)을 사용할 수 있다. 리액티브 메조겐의 예로는 아래의 식으로 표현되는 화합물을 들 수 있다.Reactive mesogens are materials that are polymerized by light, such as ultraviolet light, and are oriented according to the orientation of adjacent materials. Here, the adjacent materials can use the liquid crystal 300 as described above. Examples of the reactive mesogens include compounds represented by the following formulas.
P1-A1-(Z1-A2)n-P2,P1-A1- (Z1-A2) n-P2,
여기서, P1과 P2는 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate), 비닐(vinyl), 비닐옥시(vinyloxy) 및 에폭시(epoxy) 그룹 중에서 독립적으로 선택되는 것이고, A1과 A2는 1,4-페닐렌(phenylen)과 나프탈렌(naphthalene)-2,6-다일(diyl) 그룹 중에서 독립적으로 선택되는 것이며, Z1은 COO-, OCO- 및 단일 결합 중의 하나이고, n은 0, 1 및 2 중의 하나임.Here, P1 and P2 are independently selected from the group consisting of acrylate, methacrylate, vinyl, vinyloxy and epoxy, and A1 and A2 are 1,4- Phenylen and naphthalene-2,6-diyl group, Z1 is one of COO-, OCO- and a single bond, and n is one of 0, 1 and 2 .
좀 더 구체적으로는 아래의 식 중 하나로 표현되는 화합물을 들 수 있다: More specifically, there can be mentioned a compound represented by one of the following formulas:
여기서, P1과 P2는 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate), 비닐(vinyl), 비닐옥시(vinyloxy) 및 에폭시(epoxy) 그룹 중에서 독립적으로 선택되는 것이다.Here, P1 and P2 are independently selected from the group consisting of acrylate, methacrylate, vinyl, vinyloxy and epoxy groups.
본 실시예에서, 배향 물질에 배향 조절 물질을 혼합하여 배향막(130)을 형성할 수 있다. 이때, 중합 개시제가 첨가될 수 있다. 중합 개시제는 반드시 첨가시킬 필요는 없지만, 중합 개시제가 첨가됨으로써, 중합이 신속하게 진행되도록 할 수 있다. 중합 개시제로는, 메틸에틸케톤퍼록시드 이외에, 예를 들면 벤조일퍼록시드, 큐멘히드로퍼록시드, t-부틸퍼옥토에이트, 디큐밀퍼록 시드나, 벤조일알킬에테르계, 아세토페논계, 벤조페논계, 크산톤계 벤조인에테르계, 벤질케탈계의 중합 개시제 등을 사용할 수 있으며, 이를 그대로 사용하거나, 적절하게 혼합하여 사용할 수 있다. In this embodiment, the
혼합 물질로 배향막을 형성한 다음, 자외선을 조사하여 배향 조절 물질을 중합하여 배향조절제(20)를 형성하거나, 액정층을 형성한 다음, 양 기판 사이에 전압을 인가하여 액정 방향자의 선경사 를 변경시킨 상태에서 자외선을 조사하여 배향 조절 물질을 중합시켜 배향 조절제(20)를 형성함으로써, 액정 방향자의 선경사를 고정시킬 수도 있다. 이로써, 액정층의 응답속도를 향상시킬 수 있다.After forming an alignment film using a mixed material, ultraviolet rays are irradiated to polymerize the alignment control material to form an
본 실시예에서, 기판(110) 위에 수평 배향막(120)을 적층한 후, 배향하지 않고, 그 위에 수직 배향막(130)을 적층할 수 있고, 또는 기판(110) 위에 수평 배향막(120)을 적층한 후, 일정한 방향으로 배향한 후, 그 위에 수직 배향막(130)을 적층할 수도 있다.In this embodiment, the
그러면, 도 3b를 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 3b는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시하는 단면도이다.The liquid crystal display according to another embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 3B. 3B is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
도 3b를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 1b에 도시한 액정 표시 장치와 유사하다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 두 표시판(100, 200)과 그 사이에 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.Referring to FIG. 3B, the liquid crystal display according to the present embodiment is similar to the liquid crystal display shown in FIG. 1B. The liquid crystal display according to the present embodiment includes two
하부 표시판(100)은 제1 절연 기판(110) 위에 배치되어 있는 제1 수평 배향막(120), 제1 수평 배향막(120) 위에 배치되어 있는 제1 수직 배향막(130)을 포함한다. 상부 표시판(200)은 제2 절연 기판(210) 위에 배치되어 있는 제2 수평 배향막(220), 제2 수평 배향막(220) 위에 배치되어 있는 제2 수직 배향막(230)을 포함한다. 그러나, 도 1b에 도시한 실시예와는 달리, 제1 수직 배향막(130)에 배향 조절제(20)를 더 포함한다. 제1 수직 배향막(130)에 배향 조절제(20)를 더 포함함으로써, 응답 속도를 높일 수 있다.The
도시한 실시예에서는 하부 표시판(100)의 제1 수직 배향막(130)에만 배향 조절제(20)를 더 포함하였으나, 상부 표시판(200)의 제2 수직 배향막(230)에도 배향 조절제(20)를 더 포함할 수 있고, 제1 수평 배향막(120) 및 제2 수평 배향막(220)에도 배향 조절제(20)가 포함될 수 있다.In the illustrated embodiment, the
하부 표시판(100)의 제1 수평 배향막(120) 및 제1 수직 배향막(130)은 서로 다른 방향으로 배향되어 있는 적어도 두 개의 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)은 서로 다른 방향으로 배향되어 있는 적어도 두 개의 제3 영역과 제4 영역을 포함한다.The first
하부 표시판(100)의 제1 수평 배향막(120) 및 제1 수직 배향막(130)의 제1 영역과 제2 영역은 서로 반대 방향으로 배향될 수 있고, 상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)의 제3 영역과 제4 영역은 서로 반대 방향으로 배향될 수 있다.The first and second regions of the first
또한, 하부 표시판(100)의 제1 영역 및 제2 영역의 배향 방향과 상부 표시판(200)의 제3 영역 및 제4 영역의 배향 방향은 서로 수직을 이룰 수 있다.The alignment direction of the first region and the second region of the
하부 표시판(100)의 제1 기판(110) 위에 제1 수평 배향막(120)을 적층한 후, 배향하지 않고, 그 위에 제1 수직 배향막(130)을 적층할 수 있고, 또는 제1 기판(110) 위에 제1 수평 배향막(120)을 적층한 후, 원하는 방향으로 배향한 후, 그 위에 제1 수직 배향막(130)을 적층할 수도 있다.The first
상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)도 유사하게, 제2 기판(210) 위에 제2 수평 배향막(220)을 적층한 후, 배향하지 않고, 그 위에 제2 수직 배향막(230)을 적층할 수 있고, 또는 제2 기판(210) 위에 제2 수평 배향막(220)을 적층한 후, 원하는 방향으로 배향한 후, 그 위에 제2 수직 배향막(230)을 적층할 수도 있다.The second
도시한 실시예에서는, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 모두 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하였지만, 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 표시판이 수평 배향막과 수직 배향막의 적층 구조를 이루는 배향막을 포함할 수도 있다.In the illustrated embodiment, both the
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판 위에 수평 배향막과 배향 조절제를 포함하는 수직 배향막을 적층한 배향막을 형성하고 원하는 방향으로 배향(러빙 또는 광배향)한 후, 액정층에 전압을 인가한 상태에서 UV를 조사하여 배향막에 의해 배향된 액정 방향자의 선경사 방향을 고정시켜 줌으로서 원하는 선경사를 가지도록 배향함과 동시에 선경사를 강화하여, 저계조에서도 다중 도메인을 구현할 수 있고, 수평 배향된 비틀린 네마틱 액정 표시 장치의 액정 분자의 응답 속도도 빨라질 수 있다. 따라서, 전계조에서 시야각이 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있고, 빠른 응답 속도를 구현할 수 있다.As described above, in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention, an alignment film is formed by laminating a vertical alignment film including a horizontal alignment film and an alignment regulator on a substrate, and after orienting the film in a desired direction (rubbing or photo alignment) By irradiating UV light in the applied state, the alignment direction of the liquid crystal director aligned by the alignment film is fixed and aligned so as to have a desired line inclination, and at the same time, the line inclination can be enhanced, The response speed of the liquid crystal molecules of the horizontally aligned twisted nematic liquid crystal display device can be accelerated. Therefore, it is possible to obtain a liquid crystal display device having excellent viewing angles in all gradations, and realize a fast response speed.
그러면, 도 4a 및 도 4b를 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 다중 도메인 형성 방법에 대하여 설명한다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 다중 도메인 형성 방법을 개념적으로 도시한 도면이다. 도 4a는 배향막 구조의 러빙 방향을 개념적으로 도시한 것이고, 도 4b는 도 4a의 러빙에 따른 액정 방향자의 배열을 개념적으로 나타낸 것이다.4A and 4B, a method of forming multiple domains of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention will be described. 4A and 4B are conceptual views illustrating a method of forming multiple domains in a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A conceptually shows the rubbing direction of the alignment film structure, and FIG. 4B conceptually shows the arrangement of the liquid crystal director according to the rubbing of FIG. 4A.
도 4a에서, a는 하부 표시판(100)의 러빙 방향을 나타내고, b는 상부 표시판(200)의 러빙 방향을 나타내고, c는 액정 방향자의 배열 방향을 나타낸다.In FIG. 4A, a represents the rubbing direction of the
도 4a를 참고하면, 하부 표시판(100)의 제1 수평 배향막(120) 및 제1 수직 배향막(130)의 적층 배향막을 서로 반대 방향으로 배향하여, 제1 방향으로 배향된 제1 서브 영역(Ra, Rb)과 제2 방향으로 배향된 제2 서브 영역(Rc, Rd)을 구분한다.4A, the first
상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)의 적층 배향막을 서로 반대 방향으로 배향하여, 제3 방향으로 배향된 제3 서브 영역(Ra, Rc)과 제4 방향으로 배향된 제4 서브 영역(Rb, Rd)으로 구분한다.The second
그 후, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 합착함으로써, 도 4b에 도시한 바와 같이, 액정 방향자(31)가 서로 다른 방향으로 배향된 4개의 영역(Ra, Rb, Rc, Rd)을 형성할 수 있다. 이처럼, 배향 방향을 달리한 4개의 도메인을 형성함으로써, 시야각이 높아질 수 있다.Rb, Rc, Rd (Rd, Rb, Rc, Rd) aligned in different directions are formed by joining the
도시한 바와 같이, 하부 표시판(100)의 적층 배향막의 배향 방향과 상부 표시판(200)의 적층 배향막의 배향 방향은 서로 수직일 수 있다.As shown in the figure, the alignment direction of the laminated orientation film of the
여기서, 배향막을 멀티 러빙하는 것으로 설명하였지만, 배향막은 광배향에 의하여 배향될 수 있다. 이때, 배향막의 일부를 마스크로 가린 상태에서 광을 조사함으로써, 배향막은 멀티 도메인을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 광 조사 공정시, 광의 편광 방향 및/또는 기판의 기울임 정도에 따라 각 도메인의 방위각 및 극각이 규제될 수 있다.Here, it is described that the alignment film is multi-rubbed, but the alignment film can be oriented by photo alignment. At this time, by irradiating light in a state where a part of the alignment film is masked with the mask, the alignment film can be formed to have multidomain. Further, in the light irradiation step, the azimuth angle and polar angle of each domain can be regulated according to the polarization direction of light and / or the degree of tilting of the substrate.
그러면, 도 5를 참고하여, 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 이중 배향막의 선경사 결과에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 이중 배향막의 선경사의 결과를 나타내는 그래프이다.Referring to FIG. 5, a line inclination result of the dual orientation film of the liquid crystal display device according to one experimental example of the present invention will be described. 5 is a graph showing the results of the pre-alignment of the dual orientation film of the liquid crystal display device according to one experimental example of the present invention.
도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 수평 배향막과 수직 배향막의 이중막 구조의 배향막에서, 수직 배향막의 함량(wt%)을 높일 수록 선경사의 극각이 증가함을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 수평 배향막과 수직 배향막의 이중막 구조의 배향막을 이용할 경우, 수직 배향막의 함량을 조절함으로써, 액정 분자가 원하는 선경사를 가지도록 배향할 수 있음을 알 수 있었다.Referring to FIG. 5, it can be seen that as the content (wt%) of the vertical alignment film is increased in the alignment film of the double film structure of the horizontal alignment film and the vertical alignment film according to the embodiment of the present invention, the polar angle of the linear alignment film increases. Accordingly, it was found that when the alignment film of the double-film structure of the horizontal alignment film and the vertical alignment film according to the embodiment of the present invention is used, the liquid crystal molecules can be oriented so as to have a desired line inclination by controlling the content of the vertical alignment film.
그러면, 도 6을 참고하여 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 도메인 안정성에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 도메인 안정성 평가 결과를 나타내는 그래프이다. 도 6에서 각 도면에 도시되어 있는 실선은 도메인 경계를 나타낸다. 도 6의 (a)는 극각이 4도인 경우를 나타내고, 도 6의 (b)는 극각이 7도인 경우를 나타내고, 도 6의 (c)는 극각이 18도인 경우를 나타낸다.Hereinafter, the domain stability of the liquid crystal display according to one experimental example of the present invention will be described with reference to FIG. 6 is a graph showing a result of domain stability evaluation of a liquid crystal display device according to an experimental example of the present invention. In Fig. 6, solid lines shown in the respective figures indicate domain boundaries. FIG. 6A shows a case where the polar angle is 4 degrees, FIG. 6B shows the case where the polar angle is 7 degrees, and FIG. 6C shows the case where the polar angle is 18 degrees.
도 6의 (a)를 참고하면, 배향막에 의해 배향된 액정 분자가 4°의 극각을 가질 경우, 액정층에 약 1.2V의 전압이 가해지는 계조 이하 범위에서 네 개의 도메인의 안정성이 저하되고 있음을 알 수 있었고, 도 6의 (b)를 참고하면, 액정 분자가 7°의 극각을 가질 경우, 액정층에 약 1.0V의 전압이 가해지는 계조 이하 범위에서 네 개의 도메인의 안정성이 저하되고 있음을 알 수 있었다. 도 6의 (c)를 참고하면, 배향막에 의해 배향된 액정 분자가 18°의 극각을 가질 경우, OV의 낮은 전압에서도 네 개의 다중 도메인이 안정적으로 형성됨을 확인할 수 있었다. 즉, 극각이 18°이하인 경우 낮은 전압에서는 다중 도메인이 형성되지 않는다. 따라서, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판과 같이, 수평 배향막 및 수직 배향막을 포함하는 적층 구조의 이중 배향막 또는 혼합 배향막을 이용하여 극각을 조절함으로써, 안정적인 다중 도메인을 구현할 수 있음을 알 수 있었다.6A, when the liquid crystal molecules aligned by the alignment film have a polar angle of 4 DEG, the stability of the four domains is lowered in a range of gradation or lower in which a voltage of about 1.2 V is applied to the liquid crystal layer Referring to FIG. 6 (b), when the liquid crystal molecules have a polar angle of 7 degrees, the stability of the four domains is degraded in the sub-gradation range in which a voltage of about 1.0 V is applied to the liquid crystal layer And it was found. Referring to (c) of FIG. 6, it was confirmed that when the liquid crystal molecules aligned by the alignment film had a polar angle of 18 °, four multiple domains were stably formed even at a low voltage of OV. That is, when the polar angle is 18 degrees or less, multiple domains are not formed at a low voltage. Accordingly, it was found that stable multiple domains can be realized by controlling the polar angle by using a double orientation film or a mixed orientation film having a lamination structure including a horizontal orientation film and a vertical orientation film, like the display panel for a liquid crystal display according to the present embodiment .
그러면, 도 7을 참고하여, 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 표시 특성에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 표시 특성 결과를 나타내는 그래프이다. 도 7(a) 및 도 7(b)는 시야각 측정 결과를 나타내고, 도 7(c) 및 도 7(d)는 계조반전(Gray Scale Inversion) 결과를 나타낸다.Hereinafter, the display characteristics of the liquid crystal display device according to one experimental example of the present invention will be described with reference to FIG. 7 is a graph showing display characteristics of a liquid crystal display device according to an experimental example of the present invention. Figs. 7 (a) and 7 (b) show the results of measurement of viewing angle, and Figs. 7 (c) and 7 (d) show gray scale inversion results.
도 7을 참고하면, 일반적인 TN 모드의 액정 표시 장치와 비교하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 시야각 대칭성이 개선된 것을 확인할 수 있었으며, 계조반전도 개선되었음을 확인할 수 있었다. 이처럼, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판과 같이, 수평 배향막과 수직 배향막의 적층 구조인 이중 배향막을 이용하여 다중 도메인을 구현함으로써, 우수한 시야각을 얻을 수 있으며, 표시 품질도 우수해짐을 알 수 있었다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention has improved viewing angle symmetry as compared with a general TN mode liquid crystal display, and that the gray scale inversion is also improved. As described above, as in the case of the display panel for a liquid crystal display according to the present embodiment, it is possible to obtain an excellent viewing angle and display quality by implementing multiple domains by using a dual alignment film as a lamination structure of a horizontal alignment film and a vertical alignment film there was.
다음으로, 도 8을 참고하여, 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 응답 속도에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 응답 속도 결과를 나타내는 그래프이다. 도 8a는 액정 분자의 상승 시간(rising time)을 나타내고, 도 8b는 액정 분자의 하강 시간(falling time)을 나타내고, 도 8c는 액정 분자의 전체 응답 시간(total response time)을 나타낸다. 도 8a 내지 도 8c에서, A는 일반적인 비틀린 네마틱(TN, twisted nematic) 모드의 액정 표시 장치에 관한 것이고, B는 일반적인 다중 도메인 비틀린 네마틱(TN, twisted nematic) 모드의 액정 표시 장치에 관한 것이고, C는 본 발명의 실시예에 따른 다중 도메인 액정 표시 장치에 관한 것이다.Next, the response speed of the liquid crystal display device according to one experimental example of the present invention will be described with reference to FIG. 8 is a graph showing the response speed results of the liquid crystal display according to one experimental example of the present invention. FIG. 8A shows the rising time of the liquid crystal molecules, FIG. 8B shows the falling time of the liquid crystal molecules, and FIG. 8C shows the total response time of the liquid crystal molecules. 8A to 8C, A is a general twisted nematic (TN) mode liquid crystal display, B is a general multi-domain twisted nematic (TN) mode liquid crystal display , And C is a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8c를 참고하면, 일반적인 비틀린 네마틱(TN, twisted nematic) 모드 또는 일반적인 다중 도메인 비틀린 네마틱(TN, twisted nematic) 모드의 액정 표시 장치와 비교하여, 본 발명의 실시예에 따른 다중 도메인 액정 표시 장치의 경우, 응답 속도가 개선되었음을 알 수 있었다. Referring to FIGS. 8A to 8C, in comparison with a general twisted nematic (TN) mode or a general multi-domain twisted nematic (TN) mode liquid crystal display, In the case of the domain liquid crystal display device, it was found that the response speed was improved.
그러면, 도 9를 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.Next, a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 1b에 도시한 액정 표시 장치와 유사하다.Referring to FIG. 9, the liquid crystal display device according to this embodiment is similar to the liquid crystal display device shown in FIG. 1B.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 두 표시판(100, 200)과 그 사이에 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.The liquid crystal display according to the present embodiment includes two
하부 표시판(100)은 제1 절연 기판(110) 위에 배치되어 있는 제1 수평 배향막(120), 제1 수평 배향막(120) 위에 배치되어 있는 제1 수직 배향막(130)을 포함한다. 상부 표시판(200)은 제2 절연 기판(210) 위에 배치되어 있는 제2 수평 배향막(220), 제2 수평 배향막(220) 위에 배치되어 있는 제2 수직 배향막(230)을 포함한다. The
하부 표시판(100)의 제1 수평 배향막(120) 및 제1 수직 배향막(130)은 서로 다른 방향으로 러빙되어 있는 적어도 두 개의 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)은 서로 다른 방향으로 러빙되어 있는 적어도 두 개의 제3 영역과 제4 영역을 포함한다.The first
하부 표시판(100)의 제1 수평 배향막(120) 및 제1 수직 배향막(130)의 제1 영역과 제2 영역은 서로 반대 방향으로 러빙될 수 있고, 상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)의 제3 영역과 제4 영역은 서로 반대 방향으로 러빙될 수 있다.The first and second regions of the first
또한, 하부 표시판(100)의 제1 영역 및 제2 영역의 러빙 방향과 상부 표시판(200)의 제3 영역 및 제4 영역의 러빙 방향은 서로 수직을 이룰 수 있다.The rubbing direction of the first region and the second region of the
그러나, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 1b에 도시한 액정 표시 장치와는 달리, 제1 기판(110)과 제2 기판(210)에 인접한 영역에 배치되어 있는 액정 분자(31)의 극각이 더 크도록 배향되어 있다. 또한, 액정층(3) 내의 액정 분자는 음의 유전율 이방성을 가지고, 일정한 피치를 가지도록 꼬여있는 역 비틀린 네마틱(reverse TN) 모드이다. 이러한 역 비틀린 네마틱 모드 액정 표시 장치는 노멀리 블랙 모드를 이용하여, 블랙 표시가 우수하고, 응답 속도가 빠르다.However, unlike the liquid crystal display device shown in FIG. 1B, the liquid crystal display device according to the present embodiment differs from the liquid crystal display device shown in FIG. 1B in that the polar angles of the
일반적으로, 음의 유전율 이방성을 가지는 액정을 이용하여, 비틀린 네마틱 모드의 액정 표시 장치를 구현할 경우, 수직 배향막을 이용하여 액정을 초기 수직 배향한다. 그러나, 이처럼 수직 배향막을 이용하여 초기 배향한 경우, 액정 분자의 수평 앵커링 에너지가 작아져서 비틀린 네마틱 모드 액정 표시 장치를 구현하기 어렵다.Generally, when a twisted nematic mode liquid crystal display device is implemented using a liquid crystal having a negative dielectric constant anisotropy, a liquid crystal is initially vertically aligned using a vertical alignment film. However, when the liquid crystal molecules are initially oriented using the vertical alignment film, the horizontal anchoring energy of the liquid crystal molecules is reduced, and it is difficult to realize a twisted nematic mode liquid crystal display device.
액정층이 역 비틀린 네마틱 모드를 구현하기 위하여, 액정 분자에 가해지는 수평 앵커링 에너지(azimuthal anchoring energy)는 아래와 같은 식으로 표현되는 꼬임 변형 에너지(twist deformation energy) 보다 커야 한다.In order to realize a nematic mode in which the liquid crystal layer is reversed, the azimuthal anchoring energy applied to the liquid crystal molecules should be larger than the twist deformation energy expressed by the following equation.
여기서, d는 액정 표시 장치의 셀 간격이고, k는 액정 물질에 따라 변화하는 상수이다.Here, d is the cell spacing of the liquid crystal display, and k is a constant that varies with the liquid crystal material.
음의 유전율 이방성 액정층을 이용한 역 비틀린 네마틱 액정 표시 장치를 수직 배향막만을 이용하여 배향한 경우, 액정층에 가해지는 수평 앵커링 에너지의 값은 매우 작다. 따라서, 수평 앵커링 에너지의 값은 위의 식으로 표현되는 꼬임 변형 에너지보다 작게 되어, 액정층은 역 비틀린 네마틱 모드를 유지할 수 없게 된다.When a reverse twisted nematic liquid crystal display using a negative dielectric constant anisotropic liquid crystal layer is aligned only by using a vertical alignment film, the value of horizontal anchoring energy applied to the liquid crystal layer is very small. Therefore, the value of the horizontal anchoring energy becomes smaller than the twist strain energy expressed by the above equation, and the liquid crystal layer can not maintain the reverse twisted nematic mode.
그러나, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 수평 배향막(120, 220)을 도포한 후, 수직 배향막(130, 230)을 도포하기 때문에, 수평 배향막(120, 220)과 수직 배향막(220, 230)의 앵커링 에너지(anchoring energy)의 조합에 의해, 수직 배향막에 의해 큰 극각을 가지면서도, 수평 배향막에 의해 액정층(3)에 가해지는 수평 앵커링 에너지가 꼬임 변형 에너지보다 클 수 있어, 역 비틀린 네마틱 모드를 유지할 수 있어, 복수의 도메인을 가지는 역 비틀린 네마틱 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.However, in the case of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, since the
예를 들어, 수직 배향막(130, 230)의 두께는 액정층(3)에 가해지는 수평 배향막(120, 220)에 의한 수평 앵커링 에너지를 유지할 수 있도록 조절될 수 있고, 약 30nm보다 얇은 것이 바람직하다.For example, the thickness of the vertical alignment layers 130 and 230 can be adjusted so as to maintain the horizontal anchoring energy by the horizontal alignment layers 120 and 220 applied to the
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배향막을 제조하기 위하여, 하부 표시판(100)의 제1 기판(110) 위에 제1 수평 배향막(120)을 적층한 후, 러빙하지 않고, 그 위에 제1 수직 배향막(130)을 적층한 후 러빙할 수 있고, 또는 제1 기판(110) 위에 제1 수평 배향막(120)을 적층한 후, 원하는 방향으로 러빙한 후, 그 위에 제1 수직 배향막(130)을 적층할 수도 있다. In order to manufacture an alignment layer of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, a first
또한, 상부 표시판(200)의 제2 수평 배향막(220) 및 제2 수직 배향막(230)도 유사하게, 제2 기판(210) 위에 제2 수평 배향막(220)을 적층한 후, 러빙하지 않고, 그 위에 제2 수직 배향막(230)을 적층한 후 러빙할 수 있고, 또는 제2 기판(210) 위에 제2 수평 배향막(220)을 적층한 후, 원하는 방향으로 러빙한 후, 그 위에 제2 수직 배향막(230)을 적층할 수도 있다.Similarly to the second
도시한 실시예에서는, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 모두 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하였지만, 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 표시판이 수평 배향막과 수직 배향막의 적층 구조를 이루는 배향막을 포함할 수도 있다.In the illustrated embodiment, both the
그러면, 도 10을 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.10, a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention will be described. 10 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 2b에 도시한 액정 표시 장치와 유사하다.Referring to FIG. 10, the liquid crystal display device according to this embodiment is similar to the liquid crystal display device shown in FIG. 2B.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 두 표시판(100, 200)과 그 사이에 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.The liquid crystal display according to the present embodiment includes two
하부 표시판(100)은 제1 절연 기판(110) 및 제1 절연 기판(110) 위에 배치되어 있으며, 수평 배향 물질과 수직 배향 물질을 포함하는 제1 혼합 배향막(140)을 포함한다..The
상부 표시판(200)은 제2 절연 기판(210) 및 제2 절연 기판(210) 위에 배치되어 있으며, 수평 배향 물질과 수직 배향 물질을 포함하는 제2 혼합 배향막(240)을 포함한다. 제2 혼합 배향막(240)은 PI, 광배향막, 나일론(nylon), PVC, PVA 등의 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
하부 표시판(100)의 제1 혼합 배향막(140)은 서로 다른 방향으로 러빙되어 있는 적어도 두 개의 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상부 표시판(200)의 제2 혼합 배향막(240)은 서로 다른 방향으로 러빙되어 있는 적어도 두 개의 제3 영역과 제4 영역을 포함한다.The first
하부 표시판(100)의 제1 혼합 배향막(140)의 제1 영역과 제2 영역은 서로 반대 방향으로 러빙될 수 있고, 상부 표시판(200)의 제2 혼합 배향막(240)의 제3 영역과 제4 영역은 서로 반대 방향으로 러빙될 수 있다.The first area and the second area of the first
그러나, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 2b에 도시한 액정 표시 장치와는 달리, 제1 기판(110)과 제2 기판(210)에 인접한 영역에 배치되어 있는 액정 분자(31)의 극각이 더 크도록 배향되어 있다. 또한, 액정층(3) 내의 액정 분자는 음의 유전율 이방성을 가지고, 일정한 피치를 가지도록 꼬여있는 역 비틀린 네마틱(reverse TN) 모드이다.However, unlike the liquid crystal display device shown in FIG. 2B, the liquid crystal display device according to the present embodiment differs from the liquid crystal display device shown in FIG. 2B in that the polar angles of the
또한, 하부 표시판(100)의 제1 영역 및 제2 영역의 러빙 방향과 상부 표시판(200)의 제3 영역 및 제4 영역의 러빙 방향은 서로 수직을 이룰 수 있다.The rubbing direction of the first region and the second region of the
일반적으로, 음의 유전율 이방성을 가지는 액정을 이용하여, 비틀린 네마틱 모드의 액정 표시 장치를 구현할 경우, 수직 배향막을 이용하여 액정을 초기 수직 배향한다. 그러나, 이처럼 수직 배향막을 이용하여 초기 배향한 경우, 액정 분자의 수평 앵커링 에너지가 작아져서 비틀린 네마틱 모드 액정 표시 장치를 구현하기 어렵다.Generally, when a twisted nematic mode liquid crystal display device is implemented using a liquid crystal having a negative dielectric constant anisotropy, a liquid crystal is initially vertically aligned using a vertical alignment film. However, when the liquid crystal molecules are initially oriented using the vertical alignment film, the horizontal anchoring energy of the liquid crystal molecules is reduced, and it is difficult to realize a twisted nematic mode liquid crystal display device.
그러나, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 수평 배향 물질과 수직 배향 물질을 혼합한 혼합 배향막(140, 240)을 이용하여 배향하기 때문에, 수평 배향막 물질과 수직 배향 물질의 앵커링 에너지(anchoring energy)의 조합에 의해, 수직 배향 물질에 의해 큰 극각을 가지면서도, 수평 배향 물질에 의해 액정층(3)에 가해지는 수평 앵커링 에너지가 꼬임 변형 에너지보다 클 수 있어, 비틀린 네마틱 모드를 유지할 수 있어, 복수의 도메인을 가지는 역 비틀린 네마틱 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.However, since the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention is oriented by using the mixing
여기서, 수직 배향 물질의 양은 액정층(3)에 가해지는 수평 배향 물질에 의한 수평 앵커링 에너지를 유지할 수 있도록 조절될 수 있고, 수직 배향 물질층의 두께가 약 30nm이하가 되는 것이 바람직하다.Here, the amount of the vertical alignment material can be adjusted so as to maintain the horizontal anchoring energy due to the horizontal alignment material applied to the
도시한 실시예서는, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 모두 혼합 배향막을 포함하였지만, 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 표시판이 혼합 배향막을 포함할 수도 있다. 또한, 도시한 실시예에서는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 모두 배향 조절제(20)를 포함하였지만, 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 표시판이 배향 조절제(20)를 포함할 수도 있다.In the illustrated embodiment, both the
도시하지는 않았지만, 제1 기판(110) 또는 제2 기판(210) 위에는 게이트선, 데이터선 등의 신호선과 신호선에 연결되어 있는 스위칭 소자, 예를 들어 박막 트랜지스터(TFT), 그리고 스위칭 소자에 연결되어 있는 화소 전극, 색필터, 차광 부재, 공통 전극 등이 형성되어 있을 수 있다.Although not shown, the
다음으로, 도 11a, 도 11b, 그리고 도 11c를 참고하여, 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 표시 특성에 대하여 설명한다. 도 11a, 도 11b, 그리고 도 11c는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 도메인 안정성 평가 결과를 나타내는 그래프이다. 도 11a 내지 도 11c에서, 각 도면에 도시되어 있는 실선은 도메인 경계를 나타낸다.도 11a는 기존의 수직 배향막을 이용하여 음의 유전율 이방성을 가지는 액정층을 배향한 경우를 도시하고, 도 11b는 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하는 배향막을 포함하여 배향한 경우로, 수직 배향막의 두께는 약 5nm인 경우를 도시하고, 도 11c는 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하는 배향막을 포함하여 배향한 경우로, 수직 배향막의 두께는 약 30nm 이상인 경우를 도시한다.Next, display characteristics of a liquid crystal display device according to an experimental example of the present invention will be described with reference to FIGS. 11A, 11B, and 11C. FIG. 11A, 11B and 11C are graphs showing the results of domain stability evaluation of a liquid crystal display according to an experimental example of the present invention. 11A to 11C, a solid line shown in each figure represents a domain boundary. FIG. 11A shows a case where a liquid crystal layer having a negative dielectric anisotropy is oriented by using a conventional vertical alignment film, FIG. The thickness of the vertical alignment film is about 5 nm, and FIG. 11C shows a case where the alignment film includes the alignment film including the horizontal alignment film and the vertical alignment film, The thickness of the alignment layer is about 30 nm or more.
도 11a를 참고하면, 수직 배향막을 이용하여, 음의 유전율 이방성을 가지는 액정층을 배향한 경우, 네 개의 도메인의 경계가 불명확한 것을 알 수 있었다. 즉, 안정적인 네 개의 도메인을 가지는 비틀린 네마틱 모드를 구현하기 어려움을 알 수 있었다.Referring to FIG. 11A, when the liquid crystal layer having a negative dielectric anisotropy is oriented by using the vertical alignment film, it is found that the boundaries of the four domains are unclear. That is, it is difficult to realize a twisted nematic mode having four stable domains.
도 11b를 참고하여, 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하는 배향막을 이용하여, 음의 유전율 이방성을 가지는 액정층을 배향한 경우, 네 개의 도메인의 경계가 명확하여, 안정적인 네 개의 도메인을 가지는 비틀린 네마틱 모드를 구현할 수 있었음을 알 수 있었다.Referring to FIG. 11B, when a liquid crystal layer having negative dielectric anisotropy is oriented by using an alignment film including a horizontal alignment film and a vertical alignment film, the boundaries of the four domains are clear, and a twisted nematic Mode can be implemented.
도 11c를 참고하면, 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하는 배향막을 이용하여, 음의 유전율 이방성을 가지는 액정층을 배향하더라도, 수직 배향막의 두께가 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따른 수직 배향막의 두께보다 두꺼운, 구체적으로 약 30nm보다 커지면, 수평 배향막에 의한 수평 앵커링 에너지의 영향이 작아져서, 안정적인 네 개의 도메인을 가지는 비틀린 네마틱 모드를 구현하기 어려움을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치와 같이, 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하는 배향막을 이용하여, 음의 유전율 이방성을 가지는 액정층을 배향하고, 수직 배향막의 두께를 약 30nm이하로 형성함으로써, 수평 배향막 물질과 수직 배향 물질의 앵커링 에너지(anchoring energy)의 조합에 의해, 수직 배향 물질에 의해 큰 극각을 가지면서도, 수평 배향 물질에 의해 비틀린 네마틱 모드를 유지할 수 있어, 복수의 도메인을 가지는 역 비틀린 네마틱 액정 표시 장치를 구현할 수 있음을 알 수 있었다.11C, even if a liquid crystal layer having a negative dielectric anisotropy is oriented by using an alignment film including a horizontal alignment film and a vertical alignment film, the thickness of the vertical alignment film may be different from the thickness of the vertical alignment film according to the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention It is difficult to realize a twisted nematic mode having four stable domains because the influence of the horizontal anchoring energy caused by the horizontal alignment film becomes small when the thickness is larger than about 30 nm. Therefore, like the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention, the liquid crystal layer having the negative dielectric anisotropy is aligned by using the alignment film including the horizontal alignment film and the vertical alignment film, and the thickness of the vertical alignment film is formed to be about 30 nm or less The combination of the horizontal alignment film material and the anchoring energy of the vertical alignment material can maintain a twisted nematic mode due to the horizontal alignment material while having a large polar angle by the vertical alignment material, It is possible to realize an inverted twisted nematic liquid crystal display device.
그러면, 도 12를 참고하여, 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 배향막 조건에 따른 다중 도메인 액정 표시 장치의 구현 결과를 나타내는 그래프이다.12 is a graph illustrating the results of implementation of a multi-domain liquid crystal display device according to an alignment film condition of a liquid crystal display device according to one experimental example of the present invention.
도 12에서, 곡선은 각 조건에 따른 액정의 꼬임 변형 에너지(twist deformation energy)를 도시하고, 각 도트(a, b, c, d, e)는 실제 실험 결과를 나타낸다. 실험 결과, 도트(a, b)의 경우, 다중 도메인 역 TN 모드를 구현하지 못하고, 액정은 ECB모드와 유사하게 배향되며, 도트(c, d, e)의 경우, 다중 도메인 역 TN 모드를 구현할 수 있었다. 실험 결과, 수평 앵커링 에너지(azimuthal anchoring energy)가 실선(x)으로 표시한 값보다 클 경우, 다중 도메인 역 TN 모드가 구현될 수 있음을 알 수 있었다. 그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치와 같이, 수평 배향막과 수직 배향막을 포함하는 배향막을 포함하여 배향하고, 수직 배향막의 두께는 약 30nm 이상인 경우, 안정적으로 다중 도메인 역 TN 모드를 구현할 수 있었음을 알 수 있었다.12, the curve shows the twist deformation energy of the liquid crystal according to each condition, and each dot (a, b, c, d, e) shows actual experimental results. As a result of the experiment, the dot (a, b) can not implement the multi-domain inverse TN mode, and the liquid crystal is oriented in a similar manner to the ECB mode. In the case of the dot (c, d, e) I could. Experimental results show that if the azimuthal anchoring energy is larger than the value indicated by the solid line (x), a multi-domain inverse TN mode can be realized. Therefore, like the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, it is possible to realize a multi-domain reverse-TN mode in a stable orientation when an orientation film including a horizontal orientation film and a vertical orientation film is included and the thickness of the vertical orientation film is about 30 nm or more .
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
Claims (8)
상기 제1 기판 위에 배치되고 제1 앵커링 에너지를 제공하는 제1 수평 배향막;
상기 제1 수평 배향막 위에 배치되고 제2 앵커링 에너지를 제공하는 제1 수직 배향막;
상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판;
상기 제2 기판 위에 배치되어 있는 제2 수평 배향막;
상기 제2 수평 배향막 위에 배치되어 있는 제2 수직 배향막, 그리고
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있으며, 액정 분자로 이루어진 액정층을 포함하되,
상기 제1 수직 배향막은 배향 조절 물질을 더 포함하고,
상기 배향 조절 물질은 상기 액정층이 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입된 상태에서 전압을 인가하여 상기 액정층의 액정 분자의 선경사를, 상기 제1 수평 배향막에 의한 제1 앵커링 에너지와 상기 제1 수직 배향막에 의한 제2 앵커링 에너지의 조합에 의한 선경사로 선(先) 배향시킨 후 자외선을 조사받아 중합되는 액정 표시 장치.
A first substrate;
A first horizontal alignment layer disposed on the first substrate and providing a first anchoring energy;
A first vertical alignment layer disposed over the first horizontal alignment layer and providing a second anchoring energy;
A second substrate facing the first substrate;
A second horizontal alignment film disposed on the second substrate;
A second vertical alignment film disposed on the second horizontal alignment film, and
And a liquid crystal layer injected between the first substrate and the second substrate and made of liquid crystal molecules,
Wherein the first vertical alignment layer further comprises an alignment control material,
Wherein the alignment control material applies a voltage in a state in which the liquid crystal layer is injected between the first substrate and the second substrate to adjust a linear gradient of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer to a first anchoring energy And a second anchoring energy generated by the first vertical alignment film, and then polymerized by irradiation with ultraviolet light.
상기 액정층의 액정 분자는 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer have a positive dielectric anisotropy.
상기 액정층의 액정 분자는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer have a negative dielectric anisotropy.
상기 액정층은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 합착을 통해 액정 분자의 배향 방향이 상이한 4 개의 도메인을 포함하는 액정 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the liquid crystal layer comprises four domains in which alignment directions of liquid crystal molecules are different through adhesion between the first substrate and the second substrate.
제2 기판을 준비하는 제2 단계;
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정 분자로 이루어진 액정층을 주입하는 제3 단계;
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 상기 액정층이 주입된 상태에서, 전압을 인가하여, 상기 액정층의 액정 분자의 선경사를 상기 제1 수평 배향막에 의한 제1 앵커링 에너지와 상기 제1 수직 배향막에 의한 제2 앵커링 에너지의 조합에 의한 선경사로 선(先) 배향시키는 제4 단계; 및
상기 제4 단계 후에, 자외선을 조사하여 상기 배향 조절 물질을 상기 선 배향된 선경사로 중합시키는 액정 표시 장치 제조 방법.
A liquid crystal display comprising a first substrate, a first horizontal alignment film disposed on the first substrate and providing a first anchoring energy, and a second vertical alignment film disposed on the first horizontal alignment film and providing a second anchoring energy, A first step of preparing a first step;
A second step of preparing a second substrate;
A third step of injecting a liquid crystal layer made of liquid crystal molecules between the first substrate and the second substrate;
Applying a voltage in a state in which the liquid crystal layer is injected between the first substrate and the second substrate so that a line inclination of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is different from a first anchoring energy by the first horizontal alignment film, A fourth step of pre-aligning with a pre-alignment by a combination of second anchoring energies by the vertical alignment film; And
And after the fourth step, ultraviolet light is irradiated to polymerize the alignment control material with the linearly oriented linearizer.
상기 액정층의 액정 분자는 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 표시 장치 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer have positive dielectric anisotropy.
상기 액정층의 액정 분자는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 표시 장치 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer have negative dielectric anisotropy.
상기 액정층은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 합착을 통해 액정 분자의 배향 방향이 상이한 4 개의 도메인을 포함하는 액정 표시 장치 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the liquid crystal layer includes four domains in which alignment directions of liquid crystal molecules are different through adhesion between the first substrate and the second substrate.
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