KR102124904B1 - Liquid crystal display device including nano capsule liquid crystal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 응답속도가 향상된 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 불규칙하게 배열된 네가티브형 네마틱 액정분자가 내부에 채워진 나노캡슐이 버퍼층에 분산된 나노캡슐 액정층을 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재하는 것이다.
이를 통해, 응답시간이 향상되는 효과가 있으며, 배향막 공정, 갭 형성공정, 실패턴 형성공정을 생략할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고 배향막공정을 생략함으로써, 본 발명의 액정표시장치를 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 효과를 갖는다.
또한, 화소전극과 공통전극을 경사면을 이루도록 형성하거나, 제 2 편광판 하부에 위상지연필름을 위치함으로써, 액정분자의 배열이 틀어짐에 의한 빛샘현상이 발생하는 것을 방지 할 수 있는 효과를 가지며, 이를 통해, 액정표시장치의 투과율 또한 향상시키는 효과를 갖는다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device including a nanocapsule liquid crystal layer with improved response speed.
A feature of the present invention is to interpose the nanocapsule liquid crystal layer in which the nanocapsule filled with irregularly arranged negative nematic liquid crystal molecules is dispersed in the buffer layer between the first and second substrates.
Through this, the response time is improved, and the alignment film process, the gap forming process, and the failure turn forming process can be omitted, thereby improving the efficiency of the process.
And by omitting the alignment film process, the liquid crystal display device of the present invention has an effect applicable to a touch-type display device, a curved display device, and a flexible display device.
In addition, by forming the pixel electrode and the common electrode to form an inclined surface, or by placing a phase retardation film under the second polarizing plate, it has an effect of preventing light leakage due to misalignment of liquid crystal molecules. , It also has the effect of improving the transmittance of the liquid crystal display device.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 응답속도가 향상된 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device including a nanocapsule liquid crystal layer with improved response speed.
최근 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로서 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)가 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.In recent years, the display field has rapidly developed, and in response to this, it is a flat panel display device (FPD) that has advantages of thinning, lightening, and low power consumption. Due to its excellent contrast and high contrast ratio for moving picture display, The liquid crystal display device (LCD), which is most actively used in the fields of notebooks, monitors, and TVs, is rapidly gaining popularity as a replacement for the conventional cathode ray tube (CRT).
일반적인 액정표시장치의 단면도인 도 1을 참조하여 액정표시장치의 구성에 대해 보다 더 상세히 설명하도록 하겠다. The configuration of the liquid crystal display device will be described in more detail with reference to FIG. 1, which is a cross-sectional view of a general liquid crystal display device.
액정표시장치는 도시한 바와 같이, 액정층(50)을 사이에 두고 어레이기판(array substrate)과 컬러필터기판(color filter substrate)이 대면 합착된 액정패널(10)과 그 하부에 배치되는 백라이트(60)의 구성을 갖는데, 이중 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(2)의 일면에는 화소영역(P)이 정의되어 있으며, 각 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(T)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 투명 화소전극(28)과 일대일 대응 접속된다.As shown in the figure, the
또한 액정층(50)을 사이에 두고 이와 마주보는 제 2 기판(4)은 상부기판 또는 컬러필터기판(color filter substrate)이라 불리는데, 이의 일면에는 제 1 기판(2)의 박막트랜지스터(T) 등의 비표시 요소를 가리면서 화소전극(28) 만을 노출시키도록 화소영역(P)을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스(32)가 구성된다. In addition, the
또한, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열되는 일례로 R(red), G(green), B(blue) 컬러필터(34) 그리고 이들 모두를 덮는 투명 공통전극(36)을 포함한다.In addition, the R (red), G (green), B (blue)
이때, 제 1 및 제 2 기판(2, 4)의 외면으로는 특정 편광만을 선택적으로 투과시키는 편광판(20, 30)이 부착된다. At this time, the outer surfaces of the first and
그리고, 액정층(50)과 화소전극(28) 그리고 공통전극(36) 사이로는 액정을 향하는 표면이 각각 소정 방향으로 러빙(rubbing)된 제 1 및 제 2 배향막(31a, 31b)이 개재되어 액정분자의 초기배열상태와 배향 방향을 균일하게 정렬한다. In addition, between the
또한, 그 사이로 충진되는 액정층(50)의 누설을 방지하기 위해 양 기판(2, 4)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern : 70)이 형성된다. In addition, a
이러한 액정표시장치는 자체 발광요소를 갖추지 못한 소자이므로 별도의 광원을 요구하게 되며, 이를 위해 액정패널(10) 배면으로는 백라이트(60)가 마련되어 빛을 공급하고 있다. Since such a liquid crystal display device does not have a self-luminous element, a separate light source is required. To this end, a backlight 60 is provided on the rear surface of the
한편, 이러한 액정표시장치는 응답속도가 낮아 잔상에 의한 화질의 저하 등이 수반된다. On the other hand, such a liquid crystal display device has a low response speed and is accompanied by a decrease in image quality due to afterimages.
또한, 액정표시장치를 완성하는데 필요한 공정수가 너무 많은 단점이 있다. In addition, there is a disadvantage that the number of processes required to complete the liquid crystal display device is too large.
따라서, 최근에는 고속 응답속도를 갖는 동시에 공정의 효율성이 향상된 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
Accordingly, in recent years, research on a liquid crystal display device having a high response speed and improved process efficiency has been actively conducted.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 응답속도가 향상된 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, and a first object is to provide a liquid crystal display with improved response speed.
또한, 공정의 효율성이 향상되며, 외력에 의해서도 광학특성이 변화되지 않는 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
In addition, a second object is to provide a liquid crystal display device in which the efficiency of the process is improved and the optical characteristics are not changed by external force.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 형성되며, 산과 골이 반복되는 형태의 제 1 경사면으로 이루어지는 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부에 형성되며, 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브형 네마틱 액정분자가 채워져 있는 나노사이즈의 캡슐이 버퍼층에 분산되어 있는 나노캡슐 액정층과; 상기 나노캡슐 액정층 상부에 형성되며, 상기 제 1 전극의 상기 제 1 경사면들과 서로 대면하도록 평행하게 대응되어 형성되는 제 2 경사면들로 이루어지는 제 2 전극을 포함하며, 상기 나노캡슐 액정층은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압에 따라 광학적 이방성을 가지며, 전압 무 인가시 광학적 등방성을 갖는 액정표시장치를 제공한다. In order to achieve the object as described above, the present invention comprises a first substrate; A first electrode formed on the first substrate and formed of a first inclined surface in which mountains and valleys are repeated; A nanocapsule liquid crystal layer formed on the first electrode and having a nano-sized capsule filled with a negative nematic liquid crystal molecule having a negative dielectric anisotropy and dispersed in a buffer layer; It is formed on the nanocapsule liquid crystal layer, and includes a second electrode formed of second inclined surfaces corresponding to each other in parallel to face the first inclined surfaces of the first electrode, wherein the nanocapsule liquid crystal layer is the A liquid crystal display device having optical anisotropy according to a pixel voltage proportional to a voltage difference applied to the first electrode and the second electrode and having optical isotropy when no voltage is applied.
또한 본 발명은 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 외면에 위치하는 제 1 편광판과; 상기 제 1 기판의 내면에 형성되는 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부에 형성되며, 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브형 네마틱 액정분자가 채워져 있는 나노사이즈의 캡슐이 버퍼층에 분산되어 있는 나노캡슐 액정층과; 상기 나노캡슐 액정층 상부에 형성되는 제 2 전극과; 상기 제 2 전극 상부에 형성되며, λ/4의 위상지연값을 갖는 위상지연필름과; 상기 위상지연필름 상부에 형성되는 제 2 편광판을 포함하며, 상기 나노캡슐 액정층은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압에 따라 광학적 이방성을 가지며, 전압 무 인가시 광학적 등방성을 갖는 액정표시장치를 제공한다. In addition, the present invention comprises a first substrate; A first polarizing plate positioned on an outer surface of the first substrate; A first electrode formed on an inner surface of the first substrate; A nanocapsule liquid crystal layer formed on the first electrode and having a nano-sized capsule filled with a negative nematic liquid crystal molecule having a negative dielectric anisotropy and dispersed in a buffer layer; A second electrode formed on the nanocapsule liquid crystal layer; A phase delay film formed on the second electrode and having a phase delay value of λ/4; A second polarizing plate is formed on the phase delay film, and the nanocapsule liquid crystal layer has optical anisotropy according to a pixel voltage proportional to a voltage difference applied to the first electrode and the second electrode, and no voltage is applied. Provided is a liquid crystal display device having optical isotropy.
또한, 본 발명은 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 내면에 형성되는 다수의 제 1 전극과; 상기 다수의 제 1 전극 상부에 형성되며, 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브형 네마틱 액정분자가 채워져 있는 나노사이즈의 캡슐이 버퍼층에 분산되어 있는 나노캡슐 액정층과; 상기 나노캡슐 액정층 상부에 형성되는 제 2 전극을 포함하며, 상기 나노캡슐 액정층은 상기 다수의 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압에 따라 광학적 이방성을 가지며, 전압 무 인가시 광학적 등방성을 갖는 액정표시장치를 제공한다. In addition, the present invention comprises a first substrate; A plurality of first electrodes formed on an inner surface of the first substrate; A nanocapsule liquid crystal layer formed on the plurality of first electrodes and having a nano-sized capsule filled with a negative nematic liquid crystal molecule having a negative dielectric anisotropy and dispersed in a buffer layer; And a second electrode formed on the nanocapsule liquid crystal layer, wherein the nanocapsule liquid crystal layer has optical anisotropy according to a pixel voltage proportional to a voltage difference applied to the plurality of first electrodes and the second electrode, Provided is a liquid crystal display device having optical isotropy when no voltage is applied.
이때, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 하부에는 각각 산과 골이 반복되는 형태의 다수의 돌기가 열을 지어 배열되며, 상기 다수의 돌기는 투명한 절연재질로 이루어진다. At this time, a plurality of protrusions in the form of repeating mountains and valleys are arranged in rows below the first electrode and the second electrode, and the plurality of protrusions are made of a transparent insulating material.
그리고, 상기 나노사이즈의 캡슐의 직경은 1nm ~ 320nm이며, 상기 나노사이즈의 캡슐은 상기 나노캡슐 액정층의 25% ~ 65% 부피이다. In addition, the diameter of the nano-sized capsule is 1 nm to 320 nm, and the nano-sized capsule has a volume of 25% to 65% of the liquid crystal layer of the nanocapsule.
또한, 상기 네가티브형 네마틱 액정분자와 상기 나노사이즈의 캡슐의 굴절율 차이는 ±0.1 이며, 상기 제 1 기판과 대향하여, 상기 나노캡슐 액정층을 사이에 두고 형성된 제 2 기판을 포함하며, 상기 제 1 기판 상에 박막트랜지스터가 형성되며, 상기 제 2 기판 상에 컬러필터가 형성된다. In addition, the refractive index difference between the negative-type nematic liquid crystal molecule and the nano-sized capsule is ±0.1, and facing the first substrate, including a second substrate formed with the nano-capsule liquid crystal layer interposed therebetween. A thin film transistor is formed on one substrate, and a color filter is formed on the second substrate.
또한, 상기 제 1 기판과 대향하여, 상기 나노캡슐 액정층을 사이에 두고 형성된 제 2 기판을 포함하며, 상기 제 1 기판 상에 박막트랜지스터가 형성되며, 상기 박막트랜지스터 상부에 컬러필터가 형성된다. In addition, facing the first substrate, including a second substrate formed with the nanocapsule liquid crystal layer therebetween, a thin film transistor is formed on the first substrate, and a color filter is formed on the thin film transistor.
또한, 상기 다수의 제 1 전극은 제 1 슬릿에 의해 이격영역을 가지며, 상기 제 2 전극은 상기 제 1 슬릿과 엇갈려 교대로 형성되는 제 2 슬릿에 의해 이격영역을 갖도록 다수개 구성되며, 상기 다수의 제 1 전극은 화소슬릿에 의해 이격영역을 가지며, 상기 제 2 전극은 상기 화소슬릿과 엇갈려 교대로 형성되는 공통돌기를 포함한다. In addition, the plurality of first electrodes has a separation area by a first slit, and the second electrode is configured to have a separation area by a second slit alternately formed with the first slit, and the plurality of first electrodes The first electrode has a separation area by a pixel slit, and the second electrode includes a common protrusion alternately formed with the pixel slit.
그리고, 상기 제 2 슬릿과 상기 공통돌기는 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이룬다.
In addition, the second slit and the common protrusion form a symmetrical bent shape based on the central portion of the pixel area.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 불규칙하게 배열된 네가티브형 네마틱 액정분자가 내부에 채워진 나노캡슐이 버퍼층에 분산된 나노캡슐 액정층을 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재함으로써, 일반적인 액정표시장치에 비해 응답시간이 향상되는 효과가 있다. As described above, by interposing the nanocapsule liquid crystal layer in which the nanocapsules filled with the negative nematic liquid crystal molecules irregularly arranged according to the present invention are dispersed in the buffer layer between the first and second substrates, as described above, general liquid crystal display The response time is improved compared to the device.
또한, 배향막 공정, 갭 형성공정, 실패턴 형성공정을 생략할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, since the alignment film process, gap forming process, and failure turn forming process can be omitted, there is an effect of improving the efficiency of the process.
그리고 배향막공정을 생략함으로써, 본 발명의 액정표시장치를 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 효과를 갖는다. And by omitting the alignment film process, the liquid crystal display device of the present invention has an effect applicable to a touch-type display device, a curved display device, and a flexible display device.
또한, 화소전극과 공통전극을 경사면을 이루도록 형성하거나, 제 2 편광판 하부에 위상지연필름을 위치함으로써, 액정분자의 배열이 틀어짐에 의한 빛샘현상이 발생하는 것을 방지 할 수 있는 효과를 가지며, 이를 통해, 액정표시장치의 투과율 또한 향상시키는 효과를 갖는다.In addition, by forming the pixel electrode and the common electrode to form an inclined surface, or by placing a phase retardation film under the second polarizing plate, it has an effect of preventing light leakage due to misalignment of liquid crystal molecules. , It also has the effect of improving the transmittance of the liquid crystal display device.
또한, 화소전극과 공통전극이 슬릿을 갖도록 구성하거나, 화소슬릿과 공통슬릿을 갖도록 구성함으로써, 액정분자의 배열이 틀어짐에 의한 빛샘현상이 발생하는 것을 방지 할 수 있는 효과를 가지며, 이를 통해, 액정표시장치의 투과율 또한 향상시키는 효과를 갖는다.
In addition, by configuring the pixel electrode and the common electrode to have a slit or to have the pixel slit and the common slit, it has an effect of preventing light leakage due to misalignment of liquid crystal molecules, and through this, the liquid crystal It also has the effect of improving the transmittance of the display device.
도 1은 종래 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 사시도.
도 3a ~ 3b는 일반적인 액정표시장치와 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 외력에 대한 영향을 도시한 도면.
제 4a ~ 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치를 투과하는 빛의 특성을 살펴보기 위한 모식도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 COT구조의 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 COT구조의 액정표시장치에서 제 2 기판이 생략된 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 7a ~ 7b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치를 투과하는 빛의 특성을 살펴보기 위한 모식도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 COT구조의 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 COT구조의 액정표시장치에서 제 2 기판이 생략된 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 10a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치를 투과하는 빛의 특성을 살펴보기 위한 모식도.
도 10b는 도 10a의 멀티도메인을 개략적으로 도시한 도면.
도 11a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치를 투과하는 빛의 특성을 살펴보기 위한 모식도.
도 11b는 도 11a의 멀티도메인을 개략적으로 도시한 도면. 1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional liquid crystal display device.
2 is a perspective view of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
3A to 3B are views showing an effect on an external force of a general liquid crystal display and a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
4a to 4b are schematic diagrams for examining characteristics of light passing through a liquid crystal display including a nanocapsule liquid crystal layer according to a first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device having a COT structure according to a first embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a structure in which the second substrate is omitted in the liquid crystal display of the COT structure according to the first embodiment of the present invention.
7A to 7B are schematic diagrams for examining the characteristics of light passing through a liquid crystal display including a nanocapsule liquid crystal layer according to a second embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device having a COT structure according to a second embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view schematically showing a structure in which the second substrate is omitted in the liquid crystal display device of the COT structure according to the second embodiment of the present invention.
10A is a schematic view for examining the characteristics of light passing through a liquid crystal display device including a nanocapsule liquid crystal layer according to a third embodiment of the present invention.
10B schematically illustrates the multidomain of FIG. 10A.
11A is a schematic view for examining the characteristics of light passing through a liquid crystal display device including a nanocapsule liquid crystal layer according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11b schematically illustrates the multidomain of FIG. 11a.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 사시도이다. 2 is a perspective view of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 나노캡슐 액정층(200)을 사이에 두고 어레이기판(array substrate : 112)과 컬러필터기판(color filter substrate : 114)이 대면 합착된 액정패널(110)을 필수 요소로 한다. As shown in the figure, the nanocapsule
이중 하부기판 또는 어레이기판(array substrate)이라 불리는 제 1 기판(112)의 일면에는 복수개의 게이트배선(116)과 데이터배선(118)이 종횡 교차하여 화소영역(P)을 정의한다. A plurality of
이들 두 배선(116, 118)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 투명 화소전극(124)과 일대일 대응 접속된다.A thin film transistor T is provided at the intersection of these two
또한 나노캡슐 액정층(200)을 사이에 두고 이와 마주보는 제 2 기판(114)은 상부기판 또는 컬러필터기판(color filter substrate)이라 불리는데, 이의 일면에는 제 1 기판(112)의 게이트배선(116)과 데이터배선(118) 그리고 박막트랜지스터(T) 등의 비표시 요소를 가리면서 화소전극(124) 만을 노출시키도록 화소영역(P)을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스(132)가 구성된다. In addition, the
또한, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열되는 R(red), G(green), B(blue) 컬러필터(134) 그리고 이들 모두를 덮는 투명 공통전극(136)을 포함한다. In addition, R (red), G (green), and B (blue)
아울러 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만, 제 1 기판(112)은 제 2 기판(114) 보다 큰 면적을 가지고 있어, 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 합착 시 제 1 기판(112)의 가장자리가 외부로 노출되는데, 여기에는 각각 다수의 데이터배선(118)과 연결된 복수개의 데이터패드(118a) 그리고 다수의 게이트배선(116)과 연결된 복수개의 게이트패드(미도시)가 위치한다.In addition, although not clearly shown in the drawings, the
따라서, 게이트배선(116)으로 박막트랜지스터(T)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(124)에 데이터배선(118)의 화상신호가 전달되면, 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 나노캡슐 액정층(200)의 액정분자(220)가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.Accordingly, an on/off signal of the thin film transistor T is sequentially applied to the
그리고, 이러한 액정패널(110)의 각 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)이 부착되는데, 제 1 편광판(120)은 제 1 방향의 편광축을 가지며, 제 2 편광판(130)은 제 1 방향에 수직한 제 2 방향의 편광축을 갖는다. In addition, first and second
아울러 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트(160)가 구비된다.In addition, a backlight 160 is provided to supply light from the rear surface of the
백라이트(160)는 빛을 발하는 광원(미도시)의 위치에 따라 측광형(side type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 측광형은 액정패널(110)에 대해 이의 후방의 일측면으로부터 출사된 광원(미도시)의 빛을 별도의 도광판(미도시)으로 굴절시켜 액정패널(110)로 입사시키며, 직하형은 액정패널(110) 배면으로 복수개의 광원(미도시)을 직접 배치시켜 빛을 입사시킨다. The backlight 160 is divided into a side type and a direct type according to the position of a light source (not shown) emitting light, which is from one side of the rear side of the
본 발명은 이 둘 중 어느 것이나 이용가능하다.The present invention can use either.
이때, 광원(미도시)은 음극전극형광램프(cold cathode fluorescent lamp)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp)와 같은 형광램프가 이용될 수 있다. 또는, 이러한 형광램프 이외에 발광다이오드 램프(light emitting diode lamp)가 램프로 이용될 수도 있다. In this case, a fluorescent lamp such as a cold cathode fluorescent lamp or an external electrode fluorescent lamp may be used as the light source (not shown). Alternatively, a light emitting diode lamp other than the fluorescent lamp may be used as the lamp.
여기서, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)의 가장 특징적인 것은 나노캡슐 액정층(200)을 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 사이에 개재하여 형성한 것이다.Here, the most characteristic feature of the liquid
나노캡슐 액정층(200)은 액정분자(220)가 내부에 채워진 나노캡슐(230)이 버퍼층(210)에 분산되어, 나노캡슐 액정층(200)의 광투과량을 변경하여 화상을 표시하게 된다.In the nanocapsule
이러한, 나노캡슐 액정층(200)은 등방성(isotropic) 액정으로, 등방성 액정은 전압 무인가 시에는 3차원 또는 2차원에 있어서 광학적으로 등방성을 갖지만, 전계를 인가하면 화소전극(124)과 공통전극(136)으로 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압의 전계방향에 수직한 방향으로 복굴절이 생기는 성질을 갖는다.The nanocapsule
따라서, 전압 인가시에는 광학적으로 일축성을 나타내게 되어, 투과율에 시야각 의존성이 생긴다. Accordingly, when voltage is applied, optical uniaxiality is exhibited, and a viewing angle dependence is caused on transmittance.
이때, 전압 인가시 규칙적으로 배열되는 액정분자는 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)의 편광축과 각각 45도를 이루도록 배열된다.At this time, the liquid crystal molecules regularly arranged when voltage is applied are arranged to form 45 degrees with the polarization axes of the first and second
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 본 발명의 나노캡슐 액정층(200)은 액정분자(220)를 나노사이즈의 캡슐(230)로 캡슐화하게 되는데, 액정분자(220)는 나노캡슐(230) 내에서 불규칙하게 배열되게 된다. Looking at this in more detail, the nanocapsule
이때, 나노캡슐 액정층(200) 내에서 나노캡슐(230)은 5% ~ 95%부피로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 나노캡슐(230)이 나노캡슐 액정층(200) 내에서 25% ~ 65%부피로 형성되고, 나머지는 버퍼층(210)으로 형성된다. At this time, within the nanocapsule
이때, 버퍼층(210)은 투명, 반투명한 재질로 수용성, 지용성 또는 혼합된 성질로 이루어질 수 있으며, 온도 또는 자외선 등에 의해 경화될 수 있다. At this time, the
이러한 버퍼층(210)은 강도를 높이고 경화시간을 단축하기 위하여, 첨가물이 포함될 수도 있다. In order to increase strength and shorten curing time, the
그리고, 나노캡슐(230)의 직경은 1nm ~ 320nm로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 30nm ~ 100nm로 형성한다. And, the diameter of the
여기서, 나노캡슐(230)을 가시광선의 파장(320nm) 이하의 크기로 형성함으로써, 굴절율에 의한 광학적 변화가 발생하지 않으며 광학적으로 등방한 특성을 가질 수 있게 된다. 또한, 가시광선에 의해 산란의 영향을 최소화할 수 있다. Here, by forming the
특히, 나노캡슐(230)을 100nm 이하로 형성할 경우에는 높은 콘트라스트비 특성을 가질 수 있다. In particular, when the
이와 같이 나노캡슐(230) 내에 불규칙하게 배열된 액정분자(220)와 나노캡슐(230)은 서로 다른 굴절율을 가져 액정분자(220)와 나노캡슐(230) 사이의 계면에서 광산란이 발생하게 된다. As described above, the
따라서, 그 계면을 광이 통과할 때 계면에서 광이 산란되어 유백색의 불투명한 상태가 된다. Therefore, when light passes through the interface, light is scattered at the interface, resulting in a milky white opaque state.
그러나, 나노캡슐 액정층(200)으로 전압을 인가하게 되면, 각 나노캡슐(230) 내부에 채워진 액정분자(220)가 규칙적으로 정렬하게 된다. However, when a voltage is applied to the nanocapsule
이에 액정분자(220)의 굴절율이 변화하게 되는데, 여기에서 나노캡슐(230)과 규칙적으로 배열된 액정분자(220)의 굴절률을 최대한 유사한 값을 갖도록 하여, 나노캡슐(230)과 액정분자(220) 사이의 계면에서 광산란을 최소화할 수 있다. Accordingly, the refractive index of the
따라서, 나노캡슐 액정층(200)은 투명하게 보이게 된다. Therefore, the nanocapsule
이때, 나노캡슐(230)의 굴절율은 액정분자(220)의 굴절율과의 차이가 ±0.1 이내인 것이 바람직하다. 이때, 액정분자(220)의 평균 굴절율(n)은 [(ne(액정분자의 장축 방향 굴절율) + 2 no(액정분자의 단축 방향 굴절율)) / 3]으로 정의할 수 있다. In this case, the refractive index of the
따라서, 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 액정표시장치(100)는 전압의 온/오프(on/off)에 따라 투과량이 변화하는 디스플레이용 소자로 적용될 수 있는 것이다.Therefore, the liquid
특히, 본 발명의 액정표시장치(100)는 전계 인가시 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 사이에 개재된 나노캡슐 액정층(200)의 액정분자(220)를 다이나믹하게 회전시킴으로써 응답시간이 빨라지는 효과를 갖게 된다.In particular, the liquid
또한, 나노캡슐 액정층(200)은 광학적 이방성(optical anisotropic)이 있는 초기 배향이 존재하지 않기 때문에, 배향할 필요가 없으므로, 표시장치에 배향막을 구비할 필요가 없으며, 러빙공정 등 배향막 공정을 진행할 필요가 없다. In addition, the nanocapsule
또한, 본 발명의 나노캡슐 액정층(200)은 나노캡슐(230)이 액정물질로 이루어지는 버퍼층(210) 내에 분산되어 위치할 경우에는 프린팅방법, 코팅법, 적하법을 통해 형성하거나, 나노캡슐(230)이 필름형태의 폴리머로 이루어진 버퍼층(210) 내에 분산되어 위치할 경우에는 라미네이션 공정을 통해 형성함으로써, 제 1 기판(112)과 제 2 기판(114) 사이의 액정층(도 1의 50)이 충진될 이격 간격을 위한 갭(gap) 형성공정을 생략할 수 있으며, 액정층(도 1의 50)의 액정이 새지 않도록 하기 위한 실패턴(도 1의 70)을 형성하는 공정 또한 생략할 수 있다. In addition, the nanocapsule
이에, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to improve the efficiency of the process.
그리고 배향막(도 1의 31a, 31b)공정을 생략함으로써, 본 발명의 액정표시장치를 곡면형 표시장치나 플렉서블한 표시장치에 적용하더라도, 러빙축이 틀어져 액정분자(220)의 배열이 틀어짐으로써 발생될 수 있는 빛샘이 발생하지 않게 된다. And by omitting the alignment film (31a, 31b in FIG. 1) process, even if the liquid crystal display device of the present invention is applied to a curved display device or a flexible display device, the rubbing axis is distorted and the arrangement of the
이를 통해, 본 발명의 액정표시장치는 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 장점을 갖게 된다.Through this, the liquid crystal display device of the present invention has an advantage applicable to a touch-type display device, a curved display device, and a flexible display device.
도 3a ~ 3b는 일반적인 액정표시장치와 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 외력에 대한 영향을 도시한 도면이다. 3A to 3B are views illustrating an effect on an external force of a general liquid crystal display device and a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 종래 액정표시장치는 터치 등의 외력이 가해지는 경우, 외력은 액정분자의 배열에 영향을 미치게 되는데, 이렇게 액정분자의 배열이 외력으로 인해 틀어지게 되고, 이를 통해 광축이 틀어지게 됨으로써 빛샘(70)이 발생하게 된다. Referring to FIG. 3A, when an external force such as a touch is applied to a conventional liquid crystal display device, the external force affects the arrangement of the liquid crystal molecules. Thus, the arrangement of the liquid crystal molecules is distorted due to external force, and thus the optical axis is distorted. As a result,
이에 반해, 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 액정표시장치(도 2의 100)는 외력이 가해지더라도 액정분자(220)가 나노캡슐(230) 내부에 위치하여, 가시광선 영역보다 작은 사이즈로 형성됨으로써, 가시광선에 영향을 받지 않아 외력으로 인한 빛샘이 발생하지 않게 된다. On the other hand, referring to Figure 3b, the liquid crystal display device including the nanocapsule
이는, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)가 플렉서블 표시장치에 적용되어, 휨이 가해지더라도 가시광 영역보다 작은 나노사이즈의 나노캡슐(230)은 가시광에 영향을 받지 않아 휨에 의한 빛샘 또한 방지할 수 있다. This is because the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2) is applied to the flexible display device, even when warpage is applied, the nano-
한편, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)는 나노캡슐(230) 내부에 분산된 액정분자(220)가 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브형 네마틱(nematic) 액정분자(220)로 이루어지는 것을 특징으로 한다. On the other hand, in the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2), the
네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136)으로 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압의 전계방향에 수직한 방향으로 액정분자(220)가 배열하게 된다. In the negative nematic
즉, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)는 나노캡슐 액정층(200)이 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 나노캡슐(230)에 의해 캡슐화된 상태로 이루어지며, 이러한 나노캡슐 액정층(200)은 전압이 인가되지 않을 때는 광학적 등방성을 갖게 되며, 전압이 인가되면 액정분자(220)는 전계방향에 수직한 방향으로 배열되어, 광학적 이방성을 갖게 된다. That is, in the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2), the nanocapsule
이하, 본 발명의 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 액정표시장치(도 2의 100)는 다양한 실시예로 구현할 수 있는데, 이하 각 실시예 별로 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
Hereinafter, the liquid crystal display device (100 of FIG. 2) including the nanocapsule
- 제 1 실시예--First embodiment-
제 4a ~ 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치를 투과하는 빛의 특성을 살펴보기 위한 모식도이다. 4a to 4b are schematic diagrams for examining characteristics of light passing through a liquid crystal display including a nanocapsule liquid crystal layer according to a first embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 액정표시장치(도 2의 100)는 액정패널(110) 및 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트(160)로 이루어지며, 이중 액정패널(110)은 나노캡슐 액정층(200)을 사이에 두고 대면된 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 그리고 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 외면에 각각 부착된 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)을 포함한다. As illustrated, a liquid crystal display device (100 in FIG. 2) including the nanocapsule
이때, 액정패널(110)은 수직전계 방식으로, 제 1 기판(112)의 안쪽면에는 박막트랜지스터(도 2의 T)와 화소전극(124)이 형성되어 있으며, 제 2 기판(114)의 안쪽면에는 블랙매트릭스(도 2의 132) 및 컬러필터(134) 그리고 공통전극(136)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 기판(114)의 안쪽면에는 블랙매트릭스(도 2의 132) 및 컬러필터(134)를 덮는 오버코트층(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. At this time, the
이때, 화소전극(124)과 공통전극(136) 하부에는 각각 화소전극(124)과 공통전극(136)의 길이방향을 따라 띠 모양으로 인접 배열됨으로써 산과 골이 반복되는 형태의 다수개의 돌기(150)가 열을 지어 배열된다. At this time, a plurality of
여기서, 돌기(150)는 투명한 절연재질로 이루어지며, 다수개의 돌기(150)는 꼭지점으로부터 소정의 각도로 경사진 제 1 및 제 2 경사면으로 이루어지는데, 화소전극(124)의 하부에 형성되는 돌기(150)의 경사면과 공통전극(136)의 하부에 형성되는 돌기(150)의 경사면은 서로 대면하도록 평행하게 대응되어 형성된다. Here, the
이러한 다수개의 돌기(150)에 의해, 다수개의 돌기(150)의 상부에 형성되는 화소전극(124)과 공통전극(136) 또한 다수개의 돌기(150)의 경사면을 따라 산과 골이 반복되는 형태로 경사면들이 서로 대면하도록 평행하게 대응되어 형성된다. By such a plurality of
즉, 화소전극(124)은 하부에 형성되는 다수개의 돌기(150)에 의해 꼭지점으로부터 소정의 각도로 경사진 제 1 및 제 2 경사면이 다수개 구성되며, 공통전극(136) 또한 공통전극(136)의 하부에 형성되는 다수개의 돌기(150)에 의해 꼭지점으로부터 소정의 각도로 경사진 제 1 및 제 2 경사면이 다수개 구성되어 이루어진다. That is, the
이때, 화소전극(124)의 경사면들과 공통전극(136)의 경사면은 서로 대면하도록 평행하게 서로 대응되어 형성됨으로써, 화소전극(124)의 경사면들과 공통전극(136)의 경사면들 사이의 이격간격은 동일하게 형성된다. At this time, the inclined surfaces of the
이와 같이, 화소전극(124)과 공통전극(136)이 경사면들을 갖도록 형성됨에 따라, 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이에 형성되는 전계는 화소전극(124)과 공통전극(136)의 경사면에 수직하게 형성되게 된다. As described above, as the
따라서, 나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136)에 전압이 인가되면, 화소전극(124)과 공통전극(136)으로 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압의 전계방향에 대하여 수직이 되도록 제 1 기판(112)에 대하여 85 ~ 89도의 프리틸트 각(pre-tilt angle)을 가지고 나란하게 배열되게 된다. Accordingly, when a voltage is applied to the
즉, 나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 제 1 및 제 2 기판(112, 114)에 수직한 수직전계에 수직하게 배열되어, 전계방향에 수직한 방향으로 굴절률이 발현된다. That is, the negative nematic
따라서, 최대 휘도를 구현하기 위해서는 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)의 편광축은 전계방향에 수직하게 배열되는 액정분자(220)와 각각 45도를 이루도록 부착된다. Therefore, in order to realize the maximum luminance, the polarization axes of the first and second
그리고, 백라이트(160)는 자연광에 가까운 산란광을 액정패널(110)로 공급한다. Then, the backlight 160 supplies scattered light close to natural light to the
이에, 도 4a와 같은 전압이 오프(off) 상태일 때, 백라이트(160)로부터 출사된 산란광은 제 1 편광판(120)에 의해 이의 편광축과 나란한 선형편광만이 투과된다. Accordingly, when the voltage as shown in FIG. 4A is off, only the scattered light emitted from the backlight 160 is transmitted by the first
그러나, 나노캡슐 액정층(200)은 전압의 오프(off) 상태에서는 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 임의의 방향으로 불규칙하게 배열되어 있고, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)와 이를 캡슐화하는 나노캡슐(230)이 서로 다른 굴절율 이방성을 갖게 됨에 따라, 광학적으로 등방성 성질을 갖게 된다. However, in the nanocapsule
따라서, 제 1 편광판(120)을 투과한 선형편광은 나노캡슐 액정층(200)을 그대로 통과하게 되고, 제 1 편광판(120)의 편광축과 수직한 제 2 편광판(130)을 통과하지 못하고 차단되어 블랙(Black)을 표시하게 된다. Therefore, the linearly polarized light that has passed through the first
다음으로, 도 4b와 같이 화소전극(124)과 공통전극(136)에 전압을 인가하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 화소전극(124)과 공통전극(136)이 경사면들을 갖도록 형성함에 따라, 나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136)이 이루는 전계방향에 대하여 수직이 되도록 제 1 기판(112)에 대하여 85 ~ 89°의 프리틸트 각(pre-tilt angle)을 가지고 나란하게 배열되게 된다. Next, when a voltage is applied to the
따라서, 나노캡슐 액정층(200)은 광학적 이방성을 발현하게 된다. Therefore, the nanocapsule
이에, 백라이트(160)로부터 출사된 산란광은 제 1 편광판(120)에 의해 이의 편광축과 나란한 선형편광만이 투과되고 나머지는 흡수되며, 제 1 편광판(120)을 투과한 선형편광 중 네가티브형 네마틱 액정분자(220)와 나란한 선형편광이 나노캡슐 액정층(200)을 통과하게 된다. Accordingly, the scattered light emitted from the backlight 160 is transmitted by the first
그리고, 나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)와 나란하여, 나노캡슐 액정층(200)을 투과한 선형편광 중 제 2 편광판(130)의 편광축과 나란한 선형편광이 제 2 편광판(130)을 투과해서 화이트(White)를 표시하게 된다.And, in parallel with the negative-type nematic
여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 화소전극(124)과 공통전극(136)이 경사면들을 갖도록 형성하여, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 화소전극(124)과 공통전극(136)이 이루는 전계방향에 대하여 수직이 되도록 제 1 기판(112)에 대하여 85 ~ 89°의 프리틸트 각(pre-tilt angle)을 가지고 나란하게 배열되도록 함으로써, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 보다 균일하게 나란하게 배열되도록 할 수 있다. Here, in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention (100 in FIG. 2), the
즉, 화소전극(124)과 공통전극(136)이 경사면을 갖지 않을 경우, 나노캡슐(230) 내에서 임의의 방향으로 불규칙하게 배열되어 있는 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이에서 형성되는 전계방향에 수직하게 배열하는 과정에서 방향성이 없어 서로 부딪히게 된다. That is, when the
이를 통해, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 배열되는 과정에서 부딪힘에 의해 균일하게 나란하게 배열되지 못하게 되고, 이를 통해 빛샘을 야기하게 된다. Through this, the negative-type nematic
그리고, 빛샘은 휘도 불균일 및 균일한 화상을 구현하지 못하게 하는 문제점을 야기하게 된다.In addition, light leakage causes a problem of preventing luminance non-uniformity and uniform image.
그러나, 본 발명의 제 1 실시예와 같이 화소전극(124)과 공통전극(136)의 하부에 다수의 돌기(150)를 형성하여 화소전극(124)과 공통전극(136)이 경사면을 갖도록 형성함으로써, 나노캡슐(230) 내에서 임의의 방향으로 불규칙하게 배열되어 있던 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 경사면에 수직하게 형성되는 전계에 의해 모두 일정 방향으로 보다 손쉽게 회전하여 배열하게 된다. However, as in the first embodiment of the present invention, a plurality of
따라서, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 배열되는 과정에서 부딪힘에 배열이 틀어지는 문제점을 미연에 방지할 수 있어, 배열이 틀어짐에 의한 빛샘현상이 발생하는 것을 방지 할 수 있다. Therefore, it is possible to prevent the problem of misalignment due to collision in the process of arranging the negative type nematic
이는, 액정표시장치(도 2의 100)의 투과율 또한 향상시키는 효과를 갖게 된다. This also has the effect of improving the transmittance of the liquid crystal display (100 in FIG. 2).
또한, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136)이 이루는 전계방향에 대하여 수직이 되도록 제 1 기판(112)에 대하여 85 ~ 89°의 프리틸트 각(pre-tilt angle)을 가지고 나란하게 배열되게 되므로, 회전이 보다 손쉽게 이루어져 응답시간이 보다 향상되게 된다. In addition, the negative type nematic
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 불규칙하게 배열된 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 내부에 채워진 나노캡슐(230)이 버퍼층(210)에 분산된 나노캡슐 액정층(200)을 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 사이에 개재함으로써, 일반적인 액정표시장치(도 1의 10)에 비해 응답시간이 향상되는 효과가 있다. As described above, in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention (100 in FIG. 2), the
또한, 나노캡슐 액정층(200)은 광학적 이방성(optical anisotropic)이 있는 초기 배향이 존재하지 않기 때문에, 배향할 필요가 없으므로, 표시장치에 배향막(도 1의 31a, 31b)을 구비할 필요가 없으며, 러빙공정 등 배향막공정을 진행할 필요가 없다. In addition, the nanocapsule
또한, 본 발명의 나노캡슐 액정층(200)은 나노캡슐(230)이 액정물질로 이루어지는 버퍼층(210) 내에 분산되어 위치할 경우에는 프린팅방법, 코팅법, 적하법을 통해 형성하거나, 나노캡슐(230)이 필름형태의 폴리머로 이루어진 버퍼층(210) 내에 분산되어 위치할 경우에는 라미네이션 공정을 통해 형성함으로써, 제 1 기판과 제 2 기판(112, 114) 사이의 액정층(도 1의 50)이 충진될 이격 간격을 위한 갭(gap) 형성공정을 생략할 수 있으며, 액정층(도 1의 50)의 액정이 새지 않도록 하기 위한 실패턴(도 1의 70)을 형성하는 공정 또한 생략할 수 있다. In addition, the nanocapsule
이에, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to improve the efficiency of the process.
그리고 배향막공정을 생략함으로써, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)를 곡면형 표시장치나 플렉서블한 표시장치에 적용하더라도, 러빙축이 틀어져 액정분자의 배열이 틀어짐으로써 발생될 수 있는 빛샘이 발생하지 않게 된다. And by omitting the alignment film process, even if the liquid crystal display device (100 of FIG. 2) of the present invention is applied to a curved display device or a flexible display device, light leakage that may be generated due to a misalignment of the liquid crystal molecules due to a wrong rubbing axis. Will not occur.
이를 통해, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)는 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 장점을 갖게 된다.Through this, the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2) has an advantage applicable to a touch-type display device, a curved display device, and a flexible display device.
특히, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 화소전극(124)과 공통전극(136)이 경사면들을 갖도록 형성함으로써, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 배열되는 과정에서 부딪힘에 배열이 틀어지는 문제점을 미연에 방지할 수 있어, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)의 배열이 틀어짐에 의한 빛샘현상이 발생하는 것을 방지 할 수 있다. In particular, in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention (100 in FIG. 2), the
이를 통해, 액정표시장치(도 2의 100)의 투과율 또한 향상시키는 효과를 갖게 된다. Through this, the transmittance of the liquid crystal display (100 of FIG. 2) also has an effect of improving.
또한, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 화소전극(124)과 공통전극(136)이 이루는 전계방향에 대하여 수직이 되도록 제 1 기판(112)에 대하여 85 ~ 89°의 프리틸트 각(pre-tilt angle)을 가지고 나란하게 배열되게 되므로, 회전이 보다 손쉽게 이루어져 응답시간을 더욱 향상시킬 수 있다. In addition, a pre-tilt angle of 85 to 89° relative to the
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 도 5에 도시한 바와 같이 제 1 기판(112) 상에 박막트랜지스터(도 2의 T)와 컬러필터(134)가 형성되는 COT(color filter on transistor) 구조로 이루어질 수도 있다. On the other hand, the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention (100 in FIG. 2), as shown in FIG. 5, a thin film transistor (T in FIG. 2) and a
즉, 제 1 기판(112) 상에는 게이트절연막(미도시)을 사이에 두고 서로 수직하게 교차하여 화소영역(도 2의 P)을 정의하는 게이트배선(도 2의 116)과 데이터배선(도 2의 118)이 형성되며, 게이트배선(도 2의 116)과 데이터배선(도 2의 118)의 교차영역에는 박막트랜지스터(도 2의 T)가 형성되고, 박막트랜지스터(도 2의 T) 상부에는 보호막(미도시)을 사이에 두고 블랙매트릭스(도 2의 132)가 화소영역(도 2의P) 만을 노출하도록 격자 형상으로 구성되고, 화소영역(도 2의P) 상에는 순차적으로 반복 배열되는 일례로 R(red), G(green), B(blue) 컬러필터(134)가 형성된다. That is, on the
그리고, 제 1 기판(112)의 화소영역(도 2의 P)에는 다수의 돌기(150)에 의해 경사면을 갖는 화소전극(124)이 형성되어 있으며, 제 2 기판(114) 상에는 다수의 돌기(150)에 의해 화소전극(124)의 경사면과 대면하도록 평행하게 대응되는 경사면을 갖는 공통전극(136)이 형성된다. In addition, a
이때, 도 6에 도시한 바와 같이 COT구조에서는 제 2 기판(도 5의 114)을 생략하여 형성할 수도 있다. 제 2 기판(도 5의 114)이 생략될 경우 공통전극(136)은 제 2 편광판(130)의 내면에 형성할 수 있다.
In this case, as illustrated in FIG. 6, the second substrate (114 of FIG. 5) may be omitted from the COT structure. When the second substrate (114 of FIG. 5) is omitted, the
- 제 2 실시예 --Second Embodiment-
도 7a ~ 7b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치를 투과하는 빛의 특성을 살펴보기 위한 모식도이다. 7A to 7B are schematic views for examining characteristics of light passing through a liquid crystal display device including a nanocapsule liquid crystal layer according to a second embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 액정표시장치(도 2의 100)는 액정패널(110) 및 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트(160)로 이루어지며, 이중 액정패널(110)은 나노캡슐 액정층(200)을 사이에 두고 대면된 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 그리고 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 외면에 각각 부착된 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)을 포함한다. As illustrated, a liquid crystal display device (100 in FIG. 2) including the nanocapsule
이때, 액정패널(110)은 수직전계 방식으로, 제 1 기판(112)의 안쪽면에는 박막트랜지스터(도 2의 T)와 화소전극(124)이 형성되어 있으며, 제 2 기판(114)의 안쪽면에는 블랙매트릭스(도 2의 132) 및 컬러필터(134) 그리고 공통전극(136)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 기판(102)의 안쪽면에는 블랙매트릭스(도 2의 132) 및 컬러필터(134)을 덮는 오버코트층(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. At this time, the
나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 제 1 및 제 2 기판(112, 114)에 수직한 수직전계에 수직하게 배열되어, 전계방향에 수직한 방향으로 굴절률이 발현된다. The negative-type nematic
따라서, 최대 휘도를 구현하기 위해서는 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)의 편광축은 전계방향에 수직하게 배열되는 액정분자(220)와 각각 45°를 이루도록 부착된다. Therefore, in order to realize the maximum luminance, the polarization axes of the first and second
그리고, 백라이트(160)는 자연광에 가까운 산란광을 액정패널(110)로 공급한다. Then, the backlight 160 supplies scattered light close to natural light to the
여기서, 본 발명의 제 2 실시예의 특징적인 구성은 제 2 기판(114)과 제 2 편광판(130) 사이에 위상지연필름(170)이 위치하는 것이다. Here, the characteristic configuration of the second embodiment of the present invention is that the
위상지연필름(170)은 1/4의 위상지연값을 갖는 1/4λ파장판(quarter wave plate : QWP)으로 이루어진다. The
이에, 도 7a와 같은 전압이 오프(off) 상태일 때, 백라이트(160)로부터 출사된 산란광은 제 1 편광판(120)에 의해 이의 편광축과 나란한 선형편광만이 투과된다. Accordingly, when the voltage as shown in FIG. 7A is in an off state, only the scattered light emitted from the backlight 160 is transmitted by the first
그러나, 나노캡슐 액정층(200)은 전압의 오프(off) 상태에서는 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 임의의 방향으로 불규칙하게 배열되어 있고, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)와 이를 캡슐화하는 나노캡슐(230)이 서로 다른 굴절율 이방성을 갖게 됨에 따라, 광학적으로 등방성 성질을 갖게 된다. However, in the nanocapsule
따라서, 제 1 편광판(120)을 투과한 선형편광은 나노캡슐 액정층(200)을 그대로 통과하게 되고, 제 1 편광판(120)의 편광축과 수직한 제 2 편광판(130)을 통과하지 못하고 차단되어 블랙(Black)을 표시하게 된다. Therefore, the linearly polarized light that has passed through the first
다음으로, 도 7b와 같이 화소전극(124)과 공통전극(136)에 전압을 인가하면, 나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136)이 이루는 전계방향에 대하여 수직이 되도록 나란하게 배열되게 된다.Next, when a voltage is applied to the
따라서, 나노캡슐 액정층(200)은 광학적 이방성을 발현하게 된다. Therefore, the nanocapsule
이에, 백라이트(160)로부터 출사된 산란광은 제 1 편광판(120)에 의해 이의 편광축과 나란한 선형편광만이 투과되고 나머지는 흡수되며, 제 1 편광판(120)을 투과한 선형편광 중 네가티브형 네마틱 액정분자(220)와 나란한 선형편광이 나노캡슐 액정층(200)을 통과하게 된다. Accordingly, the scattered light emitted from the backlight 160 is transmitted by the first
그리고, 나노캡슐 액정층(200)을 통과한 선형편광은 위상지연필름(170)을 통해 원편광상태로 변조된 후, 제 2 편광판(130)을 투과하는 과정에서 제 2 편광판(130)의 편광축과 나란한 선형편광으로 변조되어 제 2 편광판(130)을 투과하게 된다. Then, the linearly polarized light that has passed through the nanocapsule
따라서, 화이트(White)를 표시하게 된다.Therefore, white is displayed.
여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 제 2 기판(114)과 제 2 편광판(130) 사이에 위상지연필름(170)을 개재함으로써, 빛샘이 발생하지 않으며, 휘도 불균일 및 균일한 화상을 구현하지 못하는 문제점을 야기하지 않게 된다. Here, in the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention (100 in FIG. 2), light leakage does not occur by interposing the
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 나노캡슐 액정층(200)은 나노캡슐(230) 내에서 임의의 방향으로 불규칙하게 배열되어 있는 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이에서 형성되는 전계방향에 수직하게 배열하는 과정에서 방향성이 없어 서로 부딪히게 된다. Looking at this in more detail, the nanocapsule
이를 통해, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 배열되는 과정에서 부딪힘에 의해 균일하게 나란하게 배열되지 못하게 되는데, 이와 같이 네가티브형 네마틱 액정분자(220)의 배열이 균일하게 형성되지 못하게 되고, 이를 통해 빛샘을 야기하게 된다. 그리고, 빛샘은 휘도 불균일 및 균일한 화상을 구현하지 못하게 하는 문제점을 야기하게 된다.Through this, the negative-type nematic
그러나, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 제 2 기판(114)과 제 2 편광판(130) 사이에 1/4의 위상지연값을 갖는 1/4λ파장판(quarter wave plate : QWP)으로 이루어지는 위상지연필름(170)을 개재함으로써, 나노캡슐 액정층(200)을 투과한 선형편광을 위상지연필름(170)을 통해 원편광상태로 변조한 후, 변조된 원편광상태의 빛이 제 2 편광판(130)을 투과하도록 함으로써, 빛샘이 발생하지 않게 되는 것이다. However, the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention (100 in FIG. 2) has a 1/4λ wavelength plate having a phase delay value of 1/4 between the
따라서, 빛샘에 의한 휘도 불균일 및 균일한 화상을 구현하지 못하는 문제점 또한 미연에 방지할 수 있게 된다. Therefore, it is possible to prevent a problem in which luminance non-uniformity due to light leakage and uniform image are not realized.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)는 응답시간이 향상되는 효과와, 배향막(도 1의 31a, 31b)공정, 갭 형성공정, 실패턴(도 1의 70)을 형성공정을 생략할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.As described above, the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2) has the effect of improving the response time, alignment film (31a, 31b in FIG. 1) process, gap forming process, failure turn (70 in FIG. 1). Since the forming process can be omitted, the efficiency of the process can be improved.
그리고, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)는 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 장점을 갖게 된다.In addition, the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2) has an advantage applicable to a touch-type display device, a curved display device, and a flexible display device.
특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 제 2 기판(114)과 제 2 편광판(130) 사이에 위상지연필름(170)을 개재함으로써, 나노캡슐 액정층(200)을 투과한 선형편광을 위상지연필름(170)을 통해 원편광상태로 변조한 후, 변조된 원편광상태의 빛이 제 2 편광판(130)을 투과하도록 함으로써, 빛샘이 발생하는 것을 방지 할 수 있다. In particular, the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention (100 in FIG. 2) by interposing the
따라서, 빛샘에 의한 휘도 불균일 및 균일한 화상을 구현하지 못하는 문제점 또한 미연에 방지할 수 있다.Therefore, it is also possible to prevent a problem in which luminance non-uniformity due to light leakage and uniform image are not realized.
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 도 8에 도시한 바와 같이 제 1 기판(112) 상에 박막트랜지스터(도 2의 T)와 컬러필터(134)가 형성되는 COT(color filter on transistor) 구조로 이루어질 수도 있다. On the other hand, the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention (100 in FIG. 2), as shown in FIG. 8, a thin film transistor (T in FIG. 2) and a
즉, 제 1 기판(112) 상에는 게이트절연막(미도시)을 사이에 두고 서로 수직하게 교차하여 화소영역(도 2의 P)을 정의하는 게이트배선(도 2의 116)과 데이터배선(도 2의 118)이 형성되며, 게이트배선(도 2의 116)과 데이터배선(도 2의 118)의 교차영역에는 박막트랜지스터(도 2의 T)가 형성되고, 박막트랜지스터(도 2의 T) 상부에는 보호막(미도시)을 사이에 두고 블랙매트릭스(도 2의 132)가 화소영역(도 2의 P) 만을 노출하도록 격자 형상으로 구성되고, 화소영역(도 2의 P) 상에는 순차적으로 반복 배열되는 일례로 R(red), G(green), B(blue) 컬러필터(134)가 형성된다. That is, on the
그리고, 제 1 기판(112)의 화소영역(도 2의 P) 상에는 화소전극(124)이 형성되어 있으며, 제 2 기판(114) 상에는 공통전극(136)이 형성된다. In addition, the
이때, 도 9에 도시한 바와 같이 COT구조에서는 제 2 기판(도 8의 114)을 생략하여 형성할 수도 있다. At this time, as illustrated in FIG. 9, the second substrate (114 of FIG. 8) may be omitted from the COT structure.
여기서, 제 2 기판(도 8의 114)이 생략될 경우 위상지연필름(170)은 제 2 편광판(130)과 나노캡슐 액정층(200) 사이에 개재될 수 있으며, 이때 공통전극(136)은 위상지연필름(170)의 내면에 형성할 수 있다.
Here, when the second substrate (114 of FIG. 8) is omitted, the
- 제 3 실시예 --Third embodiment-
도 10a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치를 투과하는 빛의 특성을 살펴보기 위한 모식도이다. 10A is a schematic diagram for examining characteristics of light passing through a liquid crystal display including a nanocapsule liquid crystal layer according to a third embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 액정표시장치(도 2의 100)는 액정패널(110) 및 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트(160)로 이루어지며, 이중 액정패널(110)은 나노캡슐 액정층(200)을 사이에 두고 대면된 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 그리고 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 외면에 각각 부착된 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)을 포함한다. As illustrated, a liquid crystal display device (100 in FIG. 2) including the nanocapsule
이때, 액정패널(110)은 수직전계 방식으로, 제 1 기판(112)의 안쪽면에는 박막트랜지스터(도 2의 T)와 화소전극(124)이 형성되어 있으며, 제 2 기판(114)의 안쪽면에는 블랙매트릭스(도 2의 132) 및 컬러필터(134) 그리고 공통전극(136)이 형성되어 있다. At this time, the
또한, 제 2 기판(102)의 안쪽면에는 블랙매트릭스(도 2의 132) 및 컬러필터(134)을 덮는 오버코트층(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. In addition, an overcoat layer (not shown) covering the black matrix (132 of FIG. 2) and the
여기서, 본 발명의 제 3 실시예의 특징적인 구성은 화소전극(124)과 공통전극(136)이 각각 제 1 및 제 2 슬릿(180a, 180b)을 포함하여 형성되는 것이다. Here, the characteristic configuration of the third embodiment of the present invention is that the
즉, 화소전극(124)은 이격하여 다수의 제 1 슬릿(180a)을 구성하여 다수의 화소전극으로 형성되며, 공통전극(136) 또한 제 2 슬릿(180b)을 구성하여 다수의 공통전극으로 형성된다. That is, the
이때, 다수의 제 1 슬릿(180a)은 그 폭이 다수의 각 화소전극(124)의 폭 대비 훨씬 작은 값을 갖는다. 즉, 다수의 화소전극(124)의 폭이 다수의 제 1 슬릿(180a)의 폭보다 수배 내지 수십 배 정도 크게 형성되게 된다. At this time, the plurality of
그리고 제 1 및 제 2 슬릿(180a, 180b)은 상하로 서로 엇갈리도록 배치되며, 각각의 제 1 슬릿(180a)은 이와 인접한 제 2 슬릿을 사이에 두고 위치한 공통전극의 중앙에 위치하도록 형성되며, 반대로 제 2 슬릿(180b)은 이와 가장 인접한 두 개의 제 1 슬릿(180a)의 사이의 위치하는 화소전극(124)의 중앙에 위치하도록 구성되고 있는 것이 특징이다. In addition, the first and
따라서, 화소전극(124)과 공통전극(136)으로 전압을 인가하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이에서 제 1 및 제 2 기판(112, 114)에 수직한 방향에서 벗어나 프린지필드(fringe field)를 구현하게 된다. Accordingly, when a voltage is applied to the
이에, 나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이의 프린지필드(fringe field)에 수직하게 배열되어, 프린지필드에 수직한 방향으로 굴절률이 발현된다. Accordingly, the negative-type nematic
따라서, 나노캡슐 액정층(200)은 광학적 이방성을 발현하게 된다. Therefore, the nanocapsule
이에, 백라이트(160)로부터 출사된 산란광은 제 1 편광판(120)에 의해 이의 편광축과 나란한 선형편광만이 투과되고 나머지는 흡수되며, 제 1 편광판(120)을 투과한 선형편광 중 네가티브형 네마틱 액정분자(220)와 나란한 선형편광이 나노캡슐 액정층(200)을 통과하게 된다. Accordingly, the scattered light emitted from the backlight 160 is transmitted by the first
그리고, 나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)와 나란하여, 나노캡슐 액정층(200)을 투과한 선형편광 중 제 2 편광판(130)의 편광축과 나란한 선형편광이 제 2 편광판(130)을 투과해서 화이트(White)를 표시하게 된다.And, in parallel with the negative-type nematic
여기서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 공통전극(136)과 화소전극(124)에 형성된 슬릿(180a, 180b)에 의해 화소전극(124)과 공통전극(136)이 프린즈필드를 구현하도록 함으로써, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 프린지필드에 수직이 되도록 나란하게 배열됨으로써, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 보다 균일하게 나란하게 배열되도록 할 수 있다. Here, the liquid crystal display according to the third embodiment of the present invention (100 in FIG. 2) is a
즉, 나노캡슐(230) 내에서 임의의 방향으로 불규칙하게 배열되어 있던 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이에 형성되는 프린지필드에 의해 모두 일정 방향으로 보다 손쉽게 회전하여 배열하게 된다. That is, the negative-type nematic
따라서, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 배열되는 과정에서 부딪힘에 배열이 틀어지는 문제점을 미연에 방지할 수 있어, 배열이 틀어짐에 의한 빛샘현상이 발생하는 것을 방지 할 수 있다. Therefore, it is possible to prevent the problem of misalignment due to collision in the process of arranging the negative type nematic
이는, 액정표시장치(도 2의 100)의 투과율 또한 향상시키는 효과를 갖게 된다. This also has the effect of improving the transmittance of the liquid crystal display (100 in FIG. 2).
또한, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136)이 이루는 프린지필드에 대하여 수직이 되도록 나란하게 배열되게 되므로, 회전이 보다 손쉽게 이루어져 응답시간이 보다 향상되게 된다. In addition, the negative-type nematic
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)는 응답시간이 향상되는 효과와, 배향막(도 1의 31a, 31b)공정, 갭 형성공정, 실패턴(도 1의 70)을 형성공정을 생략할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.As described above, the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2) has the effect of improving the response time, alignment film (31a, 31b in FIG. 1) process, gap forming process, failure turn (70 in FIG. 1). Since the forming process can be omitted, the efficiency of the process can be improved.
그리고, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)는 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 장점을 갖게 된다.In addition, the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2) has an advantage applicable to a touch-type display device, a curved display device, and a flexible display device.
특히, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 공통전극(136)과 화소전극(124)에 형성된 슬릿(180a, 180b)에 의해 화소전극(124)과 공통전극(136)이 프린즈필드를 구현하여, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 프린지필드에 수직이 되도록 나란하게 배열되도록 함으로써, 빛샘이 발생하는 것을 방지 할 수 있다. In particular, the liquid crystal display according to the third embodiment of the present invention (100 in FIG. 2) is a
따라서, 빛샘에 의한 휘도 불균일 및 균일한 화상을 구현하지 못하는 문제점 또한 미연에 방지할 수 있다.Therefore, it is also possible to prevent a problem in which luminance non-uniformity due to light leakage and uniform image are not realized.
이때, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 각 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 제 2 기판(114) 상에 형성된 제 2 슬릿(180b)에 대응하여 규칙적으로 일관된 배열을 갖게 되므로, 도 10b에 도시한 바와 같이 제 2 기판(114) 상에 형성된 제 2 슬릿(180b)을 서브화소영역(SP) 내에서 상하로 꺽인 구성을 갖도록 함으로써, 각 서브화소영역(SP) 내에 상하좌우로 서로 다른 네개의 도메인이 구현되도록 할 수도 있다. In this case, in the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention (100 in FIG. 2), each negative type nematic
또는 도시하지는 않았지만 하나의 화소영역 내에 제 2 기판(114) 상에 형성된 제 2 슬릿(180b)을 다수개 구성하고, 다수개의 제 2 슬릿(180b)을 각 서브화소영역(SP) 내에서 상하로 꺽인 구성을 갖도록 함으로써, 제 2 슬릿(180b)의 개수의 4배에 해당하는 멀티도메인을 구성할 수도 있다.
Alternatively, although not illustrated, a plurality of
- 제 4 실시예 --Fourth embodiment-
도 11a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치를 투과하는 빛의 특성을 살펴보기 위한 모식도이다. 11A is a schematic diagram for examining characteristics of light passing through a liquid crystal display including a nanocapsule liquid crystal layer according to a fourth embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 액정표시장치(도 2의 100)는 액정패널(110) 및 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트(160)로 이루어지며, 이중 액정패널(110)은 나노캡슐 액정층(200)을 사이에 두고 대면된 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 그리고 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 외면에 각각 부착된 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)을 포함한다. As illustrated, a liquid crystal display device (100 in FIG. 2) including the nanocapsule
이때, 액정패널(110)은 수직전계 방식으로, 제 1 기판(112)의 안쪽면에는 박막트랜지스터(도 2의 T)와 화소전극(124)이 형성되어 있으며, 제 2 기판(114)의 안쪽면에는 블랙매트릭스(도 2의 132) 및 컬러필터(134) 그리고 공통전극(136)이 형성되어 있다. At this time, the
또한, 제 2 기판(102)의 안쪽면에는 블랙매트릭스(도 2의 132) 및 컬러필터(134)을 덮는 오버코트층(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. In addition, an overcoat layer (not shown) covering the black matrix (132 of FIG. 2) and the
여기서, 본 발명의 제 4 실시예의 특징적인 구성은 화소전극(124)이 화소슬릿(190a)을 포함하며, 공통전극(136)에는 다수의 공통돌기(190b)가 형성되는 것이다. Here, the characteristic configuration of the fourth embodiment of the present invention is that the
즉, 화소전극(124)은 화소슬릿(190a)을 구성하여 다수의 화소전극으로 형성되며, 공통전극(136) 상에는 이격하는 다수의 공통돌기(190b)가 형성되어 있다. That is, the
이때, 다수의 공통돌기(190b)는 그 단면 형태가 삼각형임을 보이고 있지만, 반원, 반타원형 등의 형태로 이루어질 수도 있다. At this time, although the plurality of
여기서, 다수의 공통돌기(190b)와 슬릿(180a)은 화소영역 내에서 평면적으로 서로 나란하도록 배치되며, 단면적으로는 액정층(200)을 기준으로 그 상하부로 마치 서로 엇갈려 교대하며 지그재그 형태로 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 상에 형성된다. Here, the plurality of
즉, 화소슬릿(190a)은 상부의 다수의 공통돌기(190b) 사이의 이격영역에 대응하여 형성되고 있으며, 다수의 공통돌기(190b) 각각은 하부의 화소슬릿(190a)을 사이에 두고 위치한 화소전극(124)의 중앙에 각각 위치하도록 형성된다. That is, the
따라서, 화소전극(124)과 공통전극(136)으로 전압을 인가하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이에서 제 1 및 제 2 기판(112, 114)에 수직한 방향에서 벗어나 프린지필드(fringe field)를 구현하게 된다. Accordingly, when a voltage is applied to the
이에, 나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이의 프린지필드(fringe field)에 수직하게 배열되어, 프린지필드에 수직한 방향으로 굴절률이 발현된다. Accordingly, the negative-type nematic
따라서, 나노캡슐 액정층(200)은 광학적 이방성을 발현하게 된다. Therefore, the nanocapsule
이에, 백라이트(160)로부터 출사된 산란광은 제 1 편광판(120)에 의해 이의 편광축과 나란한 선형편광만이 투과되고 나머지는 흡수되며, 제 1 편광판(120)을 투과한 선형편광 중 네가티브형 네마틱 액정분자(220)와 나란한 선형편광이 나노캡슐 액정층(200)을 통과하게 된다. Accordingly, the scattered light emitted from the backlight 160 is transmitted by the first
그리고, 나노캡슐 액정층(200)의 네가티브형 네마틱 액정분자(220)와 나란하여, 나노캡슐 액정층(200)을 투과한 선형편광 중 제 2 편광판(130)의 편광축과 나란한 선형편광이 제 2 편광판(130)을 투과해서 화이트(White)를 표시하게 된다.And, in parallel with the negative-type nematic
여기서, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 공통전극(136)과 화소전극(124)에 형성된 화소슬릿(190a)과 공통돌기(190b)에 의해 화소전극(124)과 공통전극(136)이 프린지필드를 구현하도록 함으로써, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 프린지필드에 수직이 되도록 나란하게 배열됨으로써, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 보다 균일하게 나란하게 배열되도록 할 수 있다. Here, the liquid crystal display according to the fourth embodiment of the present invention (100 in FIG. 2) is formed by the pixel electrode 190 by the
즉, 나노캡슐(230) 내에서 임의의 방향으로 불규칙하게 배열되어 있던 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136) 사이에 형성되는 프린지필드에 의해 모두 일정 방향으로 보다 손쉽게 회전하여 배열하게 된다. That is, the negative-type nematic
따라서, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 배열되는 과정에서 부딪힘에 배열이 틀어지는 문제점을 미연에 방지할 수 있어, 배열이 틀어짐에 의한 빛샘현상이 발생하는 것을 방지 할 수 있다. Therefore, it is possible to prevent the problem of misalignment due to collision in the process of arranging the negative type nematic
이는, 액정표시장치(도 2의 100)의 투과율 또한 향상시키는 효과를 갖게 된다. This also has the effect of improving the transmittance of the liquid crystal display (100 in FIG. 2).
또한, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)는 화소전극(124)과 공통전극(136)이 이루는 프린지필드에 대하여 수직이 되도록 나란하게 배열되게 되므로, 회전이 보다 손쉽게 이루어져 응답시간이 보다 향상되게 된다. In addition, the negative-type nematic
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)는 응답시간이 향상되는 효과와, 배향막(도 1의 31a, 31b)공정, 갭 형성공정, 실패턴(도 1의 70)을 형성공정을 생략할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.As described above, the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2) has the effect of improving the response time, alignment film (31a, 31b in FIG. 1) process, gap forming process, failure turn (70 in FIG. 1). Since the forming process can be omitted, the efficiency of the process can be improved.
그리고, 본 발명의 액정표시장치(도 2의 100)는 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 장점을 갖게 된다.In addition, the liquid crystal display device of the present invention (100 in FIG. 2) has an advantage applicable to a touch-type display device, a curved display device, and a flexible display device.
특히, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 공통전극(136)과 화소전극(124)에 형성된 화소슬릿(190a)과 공통돌기(190b)에 의해 화소전극(124)과 공통전극(136)이 프린지필드를 구현하여, 네가티브형 네마틱 액정분자(220)가 프린지필드에 수직이 되도록 나란하게 배열되도록 함으로써, 빛샘이 발생하는 것을 방지 할 수 있다. In particular, the liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention (100 in FIG. 2) is formed by the pixel electrode 190 by the
따라서, 빛샘에 의한 휘도 불균일 및 균일한 화상을 구현하지 못하는 문제점 또한 미연에 방지할 수 있다.Therefore, it is also possible to prevent a problem in which luminance non-uniformity due to light leakage and uniform image are not realized.
이때, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 각 네가티브형 네마틱 액정분자가 각 공통돌기에 대응하여 규칙적으로 일관된 배열을 갖게 되므로, 도 11b에 도시한 바와 같이 제 2 기판(114) 상에 형성된 공통돌기(190b)를 각 서브화소영역(SP) 내에서 상하로 꺽인 구성을 갖도록 함으로써, 각 서브화소영역(SP) 내에 상하좌우로 서로 다른 네개의 도메인이 구현되도록 할 수도 있다. At this time, in the liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention (100 in FIG. 2), each negative type nematic liquid crystal molecule has a regular and consistent arrangement corresponding to each common projection, as shown in FIG. 11B. By forming the
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by variously changing within the limits without departing from the gist of the present invention.
112 :제 1 기판, 114 : 제 2 기판
120 : 제 1 편광판, 130 : 제 2 편광판
124 : 화소전극, 136 : 공통전극
134 : 컬러필터
150 : 돌기
160 : 백라이트
200 : 나노캡슐 액정층(210 : 버퍼층, 220 : 네가티브형 네마틱 액정분자, 230 : 나노캡슐)112: first substrate, 114: second substrate
120: first polarizing plate, 130: second polarizing plate
124: pixel electrode, 136: common electrode
134: color filter
150: projection
160: backlight
200: nanocapsule liquid crystal layer (210: buffer layer, 220: negative type nematic liquid crystal molecule, 230: nanocapsule)
Claims (13)
상기 제 1 기판 상에 형성되며, 제 1 꼭지점과 상기 제 1 꼭지점을 이루는 제 1 및 제 2 경사면을 포함하는 제 1 전극과;
상기 제 1 전극 상부에 형성되며, 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브형 네마틱 액정분자가 채워져 있는 나노사이즈의 캡슐이 버퍼층에 분산되어 있는 나노캡슐 액정층과;
상기 나노캡슐 액정층 상부에 형성되며, 제 2 꼭지점과 상기 제 2 꼭지점을 이루는 제 3 및 제 4 경사면을 포함하는 제 2 전극
을 포함하며, 상기 나노캡슐 액정층은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압에 따라 광학적 이방성을 가지며, 전압 무 인가시 광학적 등방성을 가지며,
상기 제 1 경사면과 상기 제 3 경사면은 서로 대면하도록 평행하게 위치하며,
상기 제 2 경사면과 상기 제 4 경사면은 서로 대면하도록 평행하게 위치하며,
상기 제 1 및 제 3 경사면 사이의 이격간격과 상기 제 2 및 제 4 경사면 사이의 이격간격은 서로 동일한 액정표시장치.
A first substrate;
A first electrode formed on the first substrate and including first and second inclined surfaces forming a first vertex and the first vertex;
A nanocapsule liquid crystal layer formed on the first electrode and having a nano-sized capsule filled with a negative nematic liquid crystal molecule having a negative dielectric anisotropy and dispersed in a buffer layer;
A second electrode formed on the nanocapsule liquid crystal layer and including third and fourth inclined surfaces forming a second vertex and the second vertex
Including, The nanocapsule liquid crystal layer has optical anisotropy according to the pixel voltage proportional to the voltage difference applied to the first electrode and the second electrode, and has optical isotropy when no voltage is applied,
The first inclined surface and the third inclined surface are positioned parallel to face each other,
The second inclined surface and the fourth inclined surface are positioned parallel to face each other,
A liquid crystal display device having a separation distance between the first and third slopes and a separation distance between the second and fourth slopes.
상기 제 1 기판의 외면에 위치하는 제 1 편광판과;
상기 제 1 기판의 내면에 형성되는 제 1 전극과;
상기 제 1 전극 상부에 형성되며, 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브형 네마틱 액정분자가 채워져 있는 나노사이즈의 캡슐이 버퍼층에 분산되어 있는 나노캡슐 액정층과;
상기 나노캡슐 액정층 상부에 형성되는 제 2 전극과;
상기 제 2 전극 상부에 형성되며, λ/4의 위상지연값을 갖는 위상지연필름과;
상기 위상지연필름 상부에 형성되는 제 2 편광판
을 포함하며, 상기 나노캡슐 액정층은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압에 따라 광학적 이방성을 가지며, 전압 무 인가시 광학적 등방성을 가지며,
상기 제 1 편광판을 투과한 선형편광은 그대로 상기 나노캡슐 액정층으로 입사되는 액정표시장치.
A first substrate;
A first polarizing plate positioned on an outer surface of the first substrate;
A first electrode formed on an inner surface of the first substrate;
A nanocapsule liquid crystal layer formed on the first electrode and having a nano-sized capsule filled with a negative nematic liquid crystal molecule having a negative dielectric anisotropy and dispersed in a buffer layer;
A second electrode formed on the nanocapsule liquid crystal layer;
A phase delay film formed on the second electrode and having a phase delay value of λ/4;
A second polarizing plate formed on the phase delay film
Including, The nanocapsule liquid crystal layer has optical anisotropy according to the pixel voltage proportional to the voltage difference applied to the first electrode and the second electrode, and has optical isotropy when no voltage is applied,
The linearly polarized light transmitted through the first polarizing plate is incident on the nanocapsule liquid crystal layer.
상기 제 1 기판의 내면에 형성되는 다수의 제 1 전극과;
상기 다수의 제 1 전극 상부에 형성되며, 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브형 네마틱 액정분자가 채워져 있는 나노사이즈의 캡슐이 버퍼층에 분산되어 있는 나노캡슐 액정층과;
상기 나노캡슐 액정층 상부에 형성되는 제 2 전극
을 포함하며, 상기 나노캡슐 액정층은 상기 다수의 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압에 따라 광학적 이방성을 가지며, 전압 무 인가시 광학적 등방성을 가지며,
상기 다수의 제 1 전극은 제 1 슬릿에 의해 이격영역을 가지며,
상기 제 2 전극은 상기 제 1 슬릿과 엇갈려 교대로 형성되는 제 2 슬릿에 의해 이격영역을 갖도록 다수개 구성되거나,
상기 제 1 슬릿과 엇갈려 교대로 형성되는 공통돌기를 포함하며,
상기 제 1 슬릿은 화소영역의 일 길이방향을 따라 다수개 구비되며,
상기 제 2 슬릿과 상기 공통돌기는 상기 화소영역의 일 길이방향의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이루는 액정표시장치.
A first substrate;
A plurality of first electrodes formed on an inner surface of the first substrate;
A nanocapsule liquid crystal layer formed on the plurality of first electrodes and having a nano-sized capsule filled with a negative nematic liquid crystal molecule having a negative dielectric anisotropy and dispersed in a buffer layer;
The second electrode formed on the nanocapsule liquid crystal layer
Including, the nanocapsule liquid crystal layer has optical anisotropy according to a pixel voltage proportional to a voltage difference applied to the plurality of first electrodes and the second electrodes, and has optical isotropy when no voltage is applied,
The plurality of first electrodes has a separation area by the first slit,
The second electrode may be configured in plural to have a separation area by a second slit formed alternately with the first slit, or
It includes a common protrusion formed alternately with the first slit,
A plurality of the first slits are provided along one longitudinal direction of the pixel area,
The second slit and the common projection is a liquid crystal display device that forms a symmetrically bent shape based on the central portion of one longitudinal direction of the pixel area.
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 하부에는 각각 산과 골이 반복되는 형태의 다수의 돌기가 열을 지어 배열되는 액정표시장치.
According to claim 1,
A liquid crystal display device in which a plurality of protrusions in the form of repeating mountains and valleys are arranged in rows below the first electrode and the second electrode.
상기 다수의 돌기는 투명한 절연재질로 이루어지는 액정표시장치.
The method of claim 4,
The plurality of projections is a liquid crystal display device made of a transparent insulating material.
상기 나노사이즈의 캡슐의 직경은 1nm ~ 320nm인 액정표시장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The nano-sized capsule has a diameter of 1 nm to 320 nm.
상기 나노사이즈의 캡슐은 상기 나노캡슐 액정층의 25% ~ 65% 부피인 액정표시장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The nano-sized capsule is a liquid crystal display device having a volume of 25% to 65% of the liquid crystal layer of the nanocapsule.
상기 네가티브형 네마틱 액정분자와 상기 나노사이즈의 캡슐의 굴절율 차이는 ±0.1 인 액정표시장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The difference in refractive index between the negative-type nematic liquid crystal molecule and the nano-sized capsule is ±0.1.
상기 제 1 기판과 대향하여, 상기 나노캡슐 액정층을 사이에 두고 형성된 제 2 기판을 포함하며,
상기 제 1 기판 상에 박막트랜지스터가 형성되며, 상기 제 2 기판 상에 컬러필터가 형성되는 액정표시장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Opposing the first substrate, including a second substrate formed with the nanocapsule liquid crystal layer therebetween,
A thin film transistor is formed on the first substrate, and a color filter is formed on the second substrate.
상기 제 1 기판과 대향하여, 상기 나노캡슐 액정층을 사이에 두고 형성된 제 2 기판을 포함하며,
상기 제 1 기판 상에 박막트랜지스터가 형성되며, 상기 박막트랜지스터 상부에 컬러필터가 형성되는 액정표시장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Opposing the first substrate, including a second substrate formed with the nanocapsule liquid crystal layer therebetween,
A liquid crystal display device in which a thin film transistor is formed on the first substrate and a color filter is formed on the thin film transistor.
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