KR19990029793A - 광 시야각을 갖는 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

각각 배향처리 되며, 사이에 액정 분자들이 삽입되고 밀봉된 두 개의 배향막을 갖는 IPS 모드의 LCD 장치에서, 두 배향막들의 배향처리는 같은 방향으로 실행되어, 분자들이 스플레이 정렬의 상태가 되도록 한다. 구체적으로, 두 배향막들에 인접한 분자들의 일부는, 배향처리의 영향으로 인해 2°이상의 절대값을 갖는 프리틸트각을 갖는다. 따라서, 바람직스럽지 않는 광점의 출현이 억제되고 LCD 장치는 우수한 수율을 갖는다.

Description

광 시야각을 갖는 액정 디스플레이 장치
본 발명은 광 시야각을 갖는 액정 디스플레이(이하 LCD 로 표시), 특히, LCD 장치에 포함된 배향막을 배향처리하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, LCD 는 CRT(Cathod Ray Tube; 음극선관) 디스플레이 장치와 비교할 때, 얇은 두께 그리고 낮은 전력소비 등의 여러 가지 장점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 LCD 장치는 CRT 디스플레이 장치를 대체할 것으로 기대되며, 어떤 산업분야 에서는 중대 관심사가 되어 왔다.
그러나, LCD 장치는 CRT 디스플레이 장치와 비교하여 시야각이 좁다는 단점이 있다. 이점을 고려하여, LCD 장치의 시야각을 넓히기 위해 여러 가지 설계가 고안되어 왔다.
최근 설계중의 하나로서, LCD 장치의 시야각을 넓히기 위해, LCD 장치의 인-플레인 스위칭 모드(In-Plain Switching mode, 이하 IPS 로 표시)에 관해 제안되어 왔다. IPS 형 LCD 장치는, 보통의 LCD 장치로서 집합적으로 언급될 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic) 모드, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 모드 등과 같은 다른 형태들의 원리와는 다른 원리에 기반하고 있다고 알려져 있다. 이것과 관련하여, IPS 형의 LCD 장치는 이하 새로운 LCD 장치라 한다.
보통의 LCD 장치에 대해 말하자면, 기판에 의해 정의된 주면(principal surface)에 대하여 전기장이 수직으로 가해진다는 것은 공지되어 있다. 액정층 상에 그러한 전기장이 선택적으로 그리고 국부적으로 가해지면, 액정층 내의 액정 분자들은 주면에 대해 수직으로 정렬 또는 배향된다. 정렬된 액정 분자들과 보통의 액정 분자들이 공존하기 때문에, 보통의 LCD 장치 상에 흑과 백 사이의 콘트라스트가 발생한다.
반면에, 새로운 LCD 장치는, 주면에 대하여 평행한 전기장을 수평으로 그리고 국부적으로 가함으로써 콘트라스트를 발생시킨다. 이 경우에, 액정층의 액정 분자들은 평행 전기장을 따라 국부적으로 정렬 또는 배향된다. 좀더 구체적으로는, 달걀 형태 모델로 나타내어지는 액정 분자들은 평행 전기장에 의해 평면 내에서 회전한다. 이 결과로, 각 분자의 장축에 의해 정의된 각 액정 분자의 배향 벡터가 회전하게 된다. 여기에서, 분자들의 배향 벡터들을 디렉터(director)로 부른다. 어쨌든, 종래기술에서, 새로운 LCD 장치는 보통의 LCD 장치와 비교하여 시야각의 의존성을 감소시킬 수 있다는 것이 공지되어 있다. 구체적으로, 그러한 시야각의 의존성은 시야각과 콘트라스트 사이의 관계를 나타낸다.
새로운 LCD 장치중의 하나로서, LCD 장치가 일본국 특개평 9-80436 에 개시되어 있으며, 이하 종래의 LCD 장치라 한다. 종래의 LCD 장치는, 제 1 주면을 갖는 제 1 기판과 제 1 주면을 마주보는 제 2 주면을 갖는 제 2 기판을 구비한다. 제 1 기판 상에는, 빗 과 같은 특정 형태를 가지며, 삽입되는 식으로 서로 번갈아 배열된 제 1 및 제 2 전극들이 증착된다. 또한, 종래의 LCD 장치는 제 1 및 제 2 기판 사이에 삽입되고 밀봉된 다수의 분자들에 의해 형성된 액정층을 구비한다. 구체적으로, 종래의 LCD 장치에서는, 액정 분자들의 프리틸트각(pretilt angle)이 0 내지 1.5°사이의 범위에 속하도록 스플레이 정렬(splay alignment)이 실행되어야만 한다. 그러한 구조의 종래 LCD 장치는, 이론적으로 광 시야각 및 높은 콘트라스트를 나타내어야 한다.
그러나, 상술된 LCD 장치는 종래의 생산공정에서 우수한 수율을 실질적으로 성취할 수 없다. 종래의 LCD 장치가 종래기술에 따라 디자인 되고 제조될 때, 원하지 않는 광점이 종래의 LCD 상에 부분적으로 나타나고 결과적으로 하급의 생산품이 생겨난다. 따라서, 수율은 낮아진다. 이것은 LCD 장치의 원가를 높게한다. 정규의 또는 정상 제품들이 광 시야각을 갖는다 하더라도, 높은 원가의 그러한 종래의 LCD 장치는 소비자 시장에서 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 높은 수율로 제조될 수 있는 IPS 형의 LCD 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 시야각이 넓은, 상술 형태의 LCD 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 설명이 진행됨에 따라 명확해 질 것이다.
상술된 종래 LCD 장치의 문제점들을 해결하기 위해, 부분적인 광점을 만드는 인자에 연구를 기울여 왔다. 연구의 결과로, 분자들의 프리틸트각이 작을 때 그러한 광점들이 자주 나타난다는 것이 밝혀졌다. 이론적으로, IPS 형 LCD 장치의 성능의 원리는 인-플레인 스위칭 동작에 기초하기 때문에, IPS 형 LCD 장치는 분자들의 프리틸트각과는 관계가 없다. 특히, 프리틸트각을 작게 유지하면 그러한 광점들이 패널 상에 매우 자주 나타나며, 반면에, 프리틸트각이 증가함에 따라 시야각은 좁아진다는 것을 실험을 통해 알 수 있었다. 이러한 상황에서, 프리틸트각 범위는, 부분적인 광점의 출현과 광 시야각의 관계에서 결정된다. 즉, 광점들의 출현은, 시야각을 넓게 유지하는 바람직한 프리틸트각 범위 내에서 감소될 수 있다. 결과적으로, 바람직한 프리틸트각 범위는 3 내지 8°사이라는 것이 밝혀졌다.
본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 상술된 연구에 기초하고 있으며, 이후에 상세히 설명될 것이다.
본 발명에 따르면, 새로운 LCD 장치, 즉, IPS 형 LCD 장치는, 제 1 주면을 갖는 제 1 기판, 제 1 주면 상에 형성된 제 1 배향막, 제 2 주면을 갖는 제 2 기판, 제 2 주면 상에 형성된 제 2 배향막, 그리고 다수의 액정 분자들에 의해 형성된 액정층을 구비한다.
제 1 배향막은 제 1 배향처리되고 제 2 배향막은 제 1 배향처리에서와 같은 방향으로 제 2 배향처리된다. 이 밖에, 제 1 및 제 2 배향막은 소정의 간격으로 마주보게 배치된다.
다수의 액정 분자들은 제 1 및 제 2 배향막 사이에 삽입되고 밀봉된다. 특히, 제 1 배향막에 인접한 분자들의 일부는 제 1 프리틸트각을 갖는다. 제 1 배향처리의 영향으로, 제 1 프리틸트각은 제 1 배향막으로부터 2°이상인 제 1 소정 범위 내에 속한다. 반면에, 제 2 배향막에 인접한 다른 부분의 분자들은 제 2 프리틸트각을 갖는다. 제 2 배향처리의 영향으로, 제 2 프리틸트각은 제 2 배향막으로부터 2°이상인 제 2 소정 범위 내에 속한다.
게다가, 제 1 기판은, 분자들을 전기장에 따라 회전시키기 위해, 소정의 공간 내에 실질적으로 제 1 주면에 평행한(또한 제 2 주면에도 평행한) 전기장을 생성시키기 위한 두 개의 전극을 구비한다.
상기 구조에서, 제 1 및 제 2 소정 범위는 제 1 및 제 2 배향막으로부터 각각 3° 이상인 것이 바람직하며, 제 1 및 제 2 소정 범위는 제 1 및 제 2 배향막으로부터 각각 10°이하인 것이 더 바람직하다. 보다 바람직하게는, 각각의 제 1 및 제 2 소정 범위는 3°내지 8°사이인 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 2 는 도 1 의 2-2 선을 따른 단면도이다.
도 3 은 스플레이 정렬을 일으키는 배향처리의 방법을 설명하는 측 단면도이다.
도 4 는 프리틸트각과 초기 정렬의 특성 사이의 관계를 도시한다.
도 5 는 경사각도Ψ(z) 와 위치(z) 사이의 관계를 설명하는 측 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 매트릭스 또는 어레이 형태로 정렬된 다수의 화소를 갖는 액정 표시 장치에서 전극 구조를 설명하는 정면도이다.
도 7 은 도 6 에서 도해된 액정 표시 장치에서 하나의 화소에 대응하는 일부분의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 8 은 도 7 의 8-8 선을 따른 측 단면도이다.
도 9 는 도 6 에서 도해된 액정 표시 장치에서 시야각의 특성을 설명하는 도면이다.
도 10 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 시야각의 특성을 설명하는 도면이다.
* 도면의주요부분에대한부호의설명 *
100 : TFT 어레이 기판 101, 201 : 유리판
105 : 게이트 절연막 107 : 화소전극
109 : 드레인 버스 라인 130, 230 : 배향막
140, 240 ; 편광기 200 :칼라 필터 기판
300 : 액정층 301 : 액정 분자
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LCD 장치는 다수의 화소를 구비하며, 화소들의 집합체로서 패널 상에 칼라 이미지를 표시할 수 있다. 패널은 상부, 바닥부 및 상부와 바닥부 사이에 면들을 구비한다고 가정하고, 수직 및 수평 방향은, 각각 패널의 상부와 바닥부 사이 및 패널의 면들 사이에서 정의된다고 하자. 특히, LCD 장치는, 각각의 화소를 위한 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 구비하며, IPS 형 이다. 여기에서, 그러한 IPS 형 LCD 장치는 소비자 시장에서는 슈퍼 TFT 칼라 LCD 장치라고도 한다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 실시예에 따른 LCD 장치는, TFT 어레이 기판(100), TFT 어레이 기판(100) 상에 형성된 배향막(130), 칼라 필터(CF) 기판(200), 칼라 필터 기판(200) 상에 형성된 배향막(230), 및 두 배향막들(130 및 230) 사이에 위치한 액정층(300)을 구비한다.
자세하게는, TFT 어레이 기판(100)은 유리판(101), 공통전극(103), 게이트 절연막(105), 화소전극(107) 및 드레인 버스 라인(D-bus line)(109)을 구비한다. 상기 드레인 버스 라인(109)은, 패널에 표시되는 이미지의 그림 신호를 전송하기 위한 그림 신호 라인이라고도 한다. 공통전극(103), 게이트 절연막(105), 화소전극(107) 및 드레인 버스 라인(109)은 모두 유리판(101)의 한쪽면 상에 형성된다. 특히, 공통전극(103), 화소전극(107) 및 드레인 버스 라인(109) 모두는, 도 1 에서 패널의 바닥부에서 상부로 향하는 상향 화살표에 의해 명시된 수직방향으로 정렬된 부분들을 가지고 있다. 또한, 배향막(130)은 공통전극(103), 게이트 절연막(105) 및 화소전극(107)모두를 도포한다. 배향막(130)이 형성되는 TFT 어레이 기판(100)을 제 1 주면이라 한다. 제 1 주면의 반대편인, 유리판(101)의 다른 면의 표면 상에는 편광기(140)가 형성된다.
반면에, 칼라 필터 기판(200)은 주요 구성요소로서 유리판(201)을 구비한다. 배향막(230)은 유리판(201)의 한쪽면 상에 형성되며, 제 2 주면이라 한다. 제 2 주면의 반대쪽인, 유리판(201)의 다른 면 상에는 편광기(240)가 형성된다.
두 개의 배향막(130 및 230) 사이에 삽입되고 밀봉된 다수의 액정 분자들(301)에 의해 액정층(300)이 형성된다. 특히 분자들(301)은 스플레이 정렬 식으로 정렬된다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 두 배향막(130 및 230)들에 각각 제 1 및 제 2 배향처리를 함으로써 스플레이 정렬이 실행된다. 본 실시예에서는, 제 1 및 제 2 배향처리로서 러빙처리(rubbing treatment)가 사용되었다. 도 3 에서, 배향막(130)의 러빙처리 방향은 실선의 화살표로 표시되었고 배향막(230)의 러빙처리 방향은 점선의 화살표로 표시되었다. 유사한 화살표와 선들이 다른 도면에서 또한 사용될 것이고, 이후에 명확해질 것이다.
또한, TFT 면 상의 배향막(130)의 러빙처리 방향은 칼라필터 면 상의 배향막(230)의 러빙처리 방향과 동일하다. 배향막(130 및 230)들의 각 러빙처리 방향은 각각의 배향막 상에서 결정된다. 배향막(130)이 상술된 방법으로 러빙처리되면 배향막(130)에 인접한 분자들의 일부는 러빙처리 방향으로 수평하게 정렬된다. 또한, 분자들 일부의 디렉터는, 디렉터와 배향막(130)의 러빙처리 방향 사이의 제 1 프리틸트각으로 수직으로 기울어 진다. 반면에, 배향막(230)이 상술된 방법으로 러빙처리 되면 배향막(230)에 인접한 분자들의 다른 일부 또한 러빙처리 방향으로 수평하게 정렬된다. 또한, 분자들의 다른 부분들의 각 디렉터는 디렉터와 배향막(230)의 러빙처리 방향 사이의 제 2 프리틸트각으로 기울어 진다.
따라서, 스플레이 정렬은 배향막(130 및 230)의 두 러빙처리가 같은 방향으로 실행되는 조건에서 실현된다.
본 발명은, 제 1 및 제 2 프리틸트각이 각각 제 1 및 제 2 소정 범위 내에 속하며 그것은 2°이상이라는 특징을 가지고 있다.
도 4 를 참조하면, 프리틸트각과 초기 정렬의 품질 사이의 관계는, 프리틸트각이 0 에 가까워질수록 바람직하지 않은 광점들이 발생한다는 것을 나타낸다. 도 4 에서, 삼각형 마크는, 삼각형 마크의 레벨을 초과하지 않으면, 낮지만 받아들일 만한 품질을 의미한다. 도 4 로부터 쉽게 이해할 수 있듯이, 하위 제품의 출현을 피하기 위해, 제 1 및 제 2 소정 범위 모두는 2°이상이어야 한다. 원 마크는 우수한 품질을 의미한다. 따라서, 양 범위 모두가 바람직하게 3°이상이다.
게다가, LCD 장치가 시야각에 있어서 우수한 특성을 갖기 위해서는, LCD 장치의 콘트라스트 및 모든 방위각 에서의 시야각을 고려해야 한다. 구체적으로, 모든 방위각에서의 시야각이 70°일 때, 콘트라스트는 10 이상인 것이 바람직하다.
이러한 상황하에서, 제 1 및 제 2 프리틸트각의 제 1 및 제 2 소정 범위 모두는 10°보다 커서는 안된다는 것이 밝혀졌다. 발명자의 실험 연구로부터, 좀더 바람직하게는, 상기 양 범위는 8°보다 작아야 한다는 것이 알려졌다.
결과적으로, 가장 바람직한 범위로서, 양 제 1 및 제 2 소정 범위는 3°와 8°사이가 선택된다.
이 스플레이 정렬에서, 배향막(130)을 도 5 에서 기준선의 형태로 도시된 기준 또는 기준면으로 간주할 때, 각 분자는 위치에 따라 특정 경사각을 갖는다. 따라서, 본 정렬의 지연(retardation)(종래기술에서는 알려진 인자이고 이후에 설명될 것이다)은, 분자들의 디렉터들이 동일한 방향으로 배향된 균일한 정렬의 지연과는 다르다. 스플레이 정렬의 이 지연은 균일 정렬의 지연과는 다른 유효 지연(Reff)이라한다.
이러한 상황하에서, 본 발명의 다른 특징은, 유효 지연(Reff)은 식(1) 에 의해 나타낸 범위 내에 속한다는 것이다.
0.2 ㎛ Reff0.36 ㎛
유효 지연에 관해서는 식들과 도 5를 참조하여 이후에 자세하 설명할 것이다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 배향막(130)이 TFT 면 상에 증착되어 기준면을 형성하도록 하고, 각 분자의 위치가 액정층(300)의 두께방향을 따라 위치(z)로 표시되도록 한다. 이 관계에서, 위치(z)는, TFT 어레이 기판(100)에 대해 수직방향으로 배향막(130)으로부터 칼라 필터 면의 배향막(230) 방향으로 양의 값을 갖고, 칼리 필터 면 상에 증착된 배향막(230)의 위치에서 최대값(d)을 갖는다. 결과적으로, z 는 0 과 d 사이의 변수라는 것은 쉽게 이해될 수 있다.
여기에서, 배향막(130)에 인접한 분자의 제 1 프리틸트각(α 0°)과 배향막(230)에 인접한 분자의 제 2 프리틸트각(β 0°)이 고려된다. 이 경우에, 제 1 및 제 2 프리틸트각(α 및 β)은 각각, 식(2)와 식(3)에 의해 표현된다.
Ψ(0) = α
Ψ(d) = β
그리고 그 외에, 변위(z)에 위치한 분자의 특정 경사각은 식(4)에 의해 나타내어진다.
위의 식(4)로부터 이해할 수 있듯이, 경사각(Ψ(z))은 변위(z)에 의해 결정된 고유값을 갖는다.
따라서, 굴절 이방성과 위에서 언급된 경사각(Ψ(z))을 또한 고려한다. 이 경우에, 한 위치에서의 굴절 이방성은, 다른 위치에서의 다른 굴절 이방성과는 다르다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 본 명세서에서, 굴절 이방성이 변위(z)에 따라 변화할 때, 유효 굴절 이방성(Δn')이라는 개념이 도입되었다. 유효 굴절 이방성(Δn')은, 변위(z)에서 분자의 프리틸트각과 분자의 장축과 단축의 양 굴절율(ne및 no)과의 관계 속에서 식(5)에 의해 나타내어진다.
전술한 바와 같이, 본 명세서에서는 일반적인 지연(Δnd) 대신에 유효 지연(Reff)이 사용되었다. 유효 지연(Reff)은 Δn'(z)를 0 에서 d 까지 z 에 대해 적분함으로써 정의된다. 즉, 유효 지연(Reff)은 식(6)에 의해 나타내어진다.
그런데, IPS 형 LCD 장치에서 광투과도(T/To)는 일반적으로 식(7)에 의해 나타내어진다.
여기에서 λ 는 액정층을 투과하는 빛의 파장, Δnd 는 일반적인 지연, δ 는 각 분자의 디렉터와 편광기 흡수축(polarizer absorption axis)사이의 각도를 나타낸다. 본 발명에서, 상기 일반 지연(Δnd)은 유효 지연(Reff)으로 대체되었다.
상술한 바와 같이 대체된 식(7)에 파장(λ)값으로 550 nm 를 대입하면, 유효 지연(Reff)으로서 0.275 ㎛ 를 얻는다. 또한, 400 - 720 nm 의 파장범위는 가시광선 범위로 여겨진다. 이 경우에, 상기 식(1)에 나타낸 범위는 유효 지연(Reff)으로서 주어진다.
이제, 본 발명의 착상을 제 1 및 제 2 예로 자세히 설명할 것이다.
도 6, 7, 및 도 8 을 참조하면, 제 1 예의 LCD 장치는, 매트릭스 또는 어레이 형태로 정렬된 다수의 화소를 구비한다. 자세하게는, 제 1 예의 LCD 장치는, 패널의 좌우 방향으로 놓여진 다수의 게이트 버스 라인(G-버스 라인)(102), 패널의 상하 방향으로 놓여진 다수의 D-버스 라인(109), 기준 전압을 공급받는 공통전극(103), 각 화소에 대해 배열된 TFTs(500), 및 각 화소에 대해 또한 배열된 화소전극들을 구비한다. 여기에서, 각 G-버스 라인(102)은 화소에 대해 스캐닝 신호를 전송하는 스캐닝 신호 라인이라고도 한다.
각각의 G-버스 라인(102)은 각 G-버스 라인에 대응하는 각 열에 포함된 TFTs(500)의 게이트 전극들에 접속된다. 각 D-버스 라인(109)은 각 D-버스 라인에 대응하는 각 칼럼에 포함된 TFTs(500)의 드레인 전극들에 접속된다. 각 화소전극(107)은 도 7 에 도시된 바와 같이, 각 화소전극(107)에 대응하는 각 TFTs(500)의 소오스 전극에 접속된다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 도해된 장치는, TFT 어레이 기판(100), TFT 어레이 기판(100) 상에 형성된 배향막(130), 칼라 필터 기판(200), 칼라 필터 기판(200) 상에 형성된 배향막(230), 및 두 개의 배향막(130 및 230) 사이에 위치한 액정층(300)을 구비한다.
자세히는, TFT 어레이 기판(100)은, 유리판(101), 공통전극(103), 게이트 절연막(105), 화소전극(107), D-버스 라인(109), 및 보호막(111)을 구비한다. 공통전극(103), 게이트 절연막(105), 화소전극(107) 및 D-버스 라인(109) 모두는 유리판(101)의 한쪽면 상에 형성된다. 또한, 보호막(111)은, 게이트절연막(105), 화소전극(107) 및 D-버스 라인(109) 모두를 도포한다. 특히, 공통전극(103), 화소전극(107) 및 D-버스 라인(109) 모두는 패널의 상향으로 연장된 부분들을 갖는다. 그 외에, 배향막(130)은 보호막(111) 모두를 도포한다. 배향막(130)이 형성되는 TFT 어레이 기판(100)의 표면은 제 1 주면이라 한다. 제 1 주면의 반대편인, 상기 유리판(101)의 다른 면 상에는 편광기(140)가 형성된다.
반면에, 칼라 필터 기판(200)은, 유리판(201), 검정 매트릭스(203), 칼라막(205) 및 레벨링 막(207)을 구비한다. 검정 매트릭스(203)와 칼라막(205)은 모두 유리판(201)의 한쪽면 상에 형성되며, 레벨링 막(207)에 의해 모두 도포된다. 또한, 배향막(230)이 레벨링 막(207) 상에 형성된다. 한쪽면과는 반대쪽인 유리판(201)의 다른 면 상에는 편광기(140)가 형성된다.
액정층(300)은, 두 개의 배향막(130 및 230) 사이에 삽입되고 밀봉된 다수의 액정 분자를 포함한다. 구체적으로, 배향막(130)에 대한 러빙처리 방향은 배향막(230)에 대한 러빙처리 방향과 동일하기 때문에, 분자들은 스플레이 정렬 식으로 정렬된다. 여기에서, 패널의 상부 방향과 배향막(130)에 대한 러빙처리 방향 사이의 각도는 TFT 면 상에서의 배향각(ΦTFT)이라 한다. 반면에, 패널의 상부방향과 배향막(230)에 대한 러빙처리 방향사이의 다른 각도는 칼라 필터 상에서의 배향각(ΦCF)이라 한다.
이러한 구조로, 어떤 하나의 G-버스 라인(102)에 스캐닝 신호가 제공되면, G-버스 라인에 접속된 TFTs 가 턴온 되고, 턴온된 TFTs 는 D-버스 라인(109) 상에서 전송된 그림 신호들을 화소전극(107)들로 각각 도입한다. 결과적으로, 그림 신호는, 각 턴온된 TFT 에 접속된 각 화소전극(107)으로 도입되어 공통전극(103)과 각 화소전극(107) 사이에 전기장을 생성시킨다.
이 전기장은 LCD 장치의 패널의 좌우방향 또는 수평 방향으로 생성되며, 액정층(300)에 포함된 분자들의 디렉터들을 TFT 어레이 기판(100)과 평행한 평면 내에서 회전시킨다. 따라서, 이미지가 편광기(140 또는 240)를 통해 표시된다.
본 예에서, TFT 면 상에서의 정렬각(ΦTFT)과 칼라 필터 상에서의 정렬각(ΦCF)은 15°로 추정하고, 유효 지연(Reff)은 0.3 ㎛, 그리고 제 1 및 제 2 프리틸트각(α 및 β)의 절대값은 4.5°이다. 상술된 조건 하에서의 실험 결과들은 도 9 에 도시되었고, 종래기술에서 공지되어 있는 뷰콘(view cone)의 형태로 도시되었다. 도 9 에서, 콘트라스트 비(CR)는 50 이며 실질적으로 원형인 곡선에 의해 도시된다.
도 9 에서 이해된 바와 같이, 본 예의 도해된 뷰콘은, 연속적이지 않고 부분적으로 단절되었지만 원형 형태의 50 인 CR 곡선에 의해 특징지워 진다. 특히, CR 곡선은, 제 1 예의 콘트라스트가 패널의 좌우 그리고 상하 방향으로 높은 값을 가짐을 도시한다. 즉, 본 예의 LCD 장치는 시야각에 있어서 우수한 특성을 갖는다.
게다가, 배향막(130 및 230)에 인접한 프리틸트각이 2°이상이고, 이것이 원하지 않는 광점의 출현을 억제하는 역할을 하기 때문에, 본 예의 LCD 장치는 종래의 장치와 비교하여 우수한 수율을 갖는다,
도 10 을 참조하여, 제 2 예의 LCD 장치에 따른 또다른 뷰콘이 서술된다.
제 2 예의 LCD 장치는 후술되는 점을 제외하고는 제 1 예와 동일한 구조를 갖는다. 유효 지연(Reff)은 0.25 ㎛, 그리고 제 1 및 제 2 프리틸트각(α 및 β)의 절대값은 10°이다. 즉, 제 2 예의 LCD 장치에서, 양 정렬각(ΦTFT및 ΦCF)은 15°이다. 상술된 조건 하에서의 실험 결과들은 도 10 에 도시되었고, 뷰콘의 형태로 도시되었다. 도 10 에서, 콘트라스트 비(CR)는 50 이며 도 9 에서와 같이, 실질적으로 원형인 곡선에 의해 도시된다.
도 10 에서 이해된 바와 같이, 본 예의 도해된 뷰콘은, 연속적이지 않고 부분적으로 단절되었지만 원형형태의 50 인 CR 곡선에 의해 특징지워 진다. 특히, CR 곡선은, 제 2 예의 콘트라스트가 패널의 좌우 그리고 상하 방향으로 높은 값을 가짐을 도시한다. 즉, 본 예의 LCD 장치는 시야각에 있어서 우수한 특성을 갖는다.
게다가, 상술된 제 1 예 뿐만 아니라 제 2 예의 LCD 장치도, 배향막(130 및 230)에 인접한 프리틸트각이 2°이상이고, 이것이 원하지 않는 광점의 출현을 억제하는 역할을 하기 때문에, 종래의 장치와 비교하여 우수한 수율을 갖는다,
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 LCD 장치는 종래의 장치에 비해 우수한 수율과 시야각에 있어서 우수한 특성을 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 높은 수율로 제조될 수 있는 IPS 형의 LCD 장치를 제공할 수 있으며, 시야각이 넓은 LCD 장치를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 제 1 주면을 갖는 제 1 기판,
    제 1 배향처리된 상기 제 1 주면 상에 형성된 제 1 배향막,
    제 2 주면을 갖는 제 2 기판,
    상기 제 2 주면 상에 형성되고, 상기 제 1 배향막과 본 제 2 배향막 사이에 소정의 공간을 가지도록 상기 제 1 배향막과 서로 마주보게 배치되며, 상기 제 1 배향처리와 같은 방향으로 제 2 배향처리된 제 2 배향막,
    상기 제 1 및 상기 제 2 배향막 사이에 삽입되고 밀봉된 다수의 액정 분자들에 의해 형성되는 액정층 으로서,
    상기 제 1 배향막에 인접한 상기 분자들의 일부분이 상기 제 1 배향처리의 영향에 의해 상기 제 1 배향막으로부터 2°이상인 제 1 소정 범위 내에 속하는 제 1 프리틸트각을 가지며, 상기 제 2 배향막에 인접한 상기 분자들의 다른 일부분이 상기 제 2 배향처리의 영향에 의해 상기 제 2 배향막으로부터 2°이상인 제 2 소정 범위 내에 속하는 제 2 프리틸트각을 갖는 액정층, 및
    소정의 공간 내에서 상기 제 1 및 제 2 주면과 실질적으로 평행한 전기장을 생성하여 상기 분자들을 상기 전기장에 따라 회전하도록 하는 전기장 생성수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 LCD 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 소정 범위가, 상기 제 1 및 제 2 배향막으로부터 각각 3°이상인 것을 특징으로 하는 LCD 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 소정 범위가 상기 제 1 및 제 2 배향막으로부터 각각 10°이하인 것을 특징으로 하는 LCD 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 소정 범위가 상기 제 1 및 제 2 배향막으로부터 각각 8°이하인 것을 특징으로 하는 LCD 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 액정층이 0.2 내지 0.36 사이의 유효 지연을 가지며, 상기 유효 지연은 Δn'(z)를 0 에서 d 까지 z 에 대해 적분함으로써 정의되고, z 는 상기 제 1 배향막이 상기 제 1 배향막에 의해 형성된 기준면일 때의 위치를 나타내며, z 는 변수이고 상기 제 2 배향막의 위치에서 최대값 d 를 가지며, Δn'(z) 는 z 의 위치에서 굴절 이방성을 나타내는 유효 굴절 이방성인 것을 특징으로 하는 LCD 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 각 분자들은, 상기 제 1 프리틸트각, 상기 제 2 프리틸트각에 의해 정의된 프리틸트각 및 상기 해당 분자들의 상기 위치(z)를 가지며, 상기 위치(z)에서의 상기 유효 굴절 이방성은, 상기 위치(z)에서의 상기 분자의 프리틸트각과 상기 위치(z)에서의 상기 분자의 장축과 단축의 양 굴절율에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 LCD 장치.
  7. 제 1 및 제 2 주면을 각각 갖는 제 1 및 제 2 기판, 상기 제 1 및 제 2 주면 상에 형성된 제 1 및 제 2 배향막, 상기 제 1 및 상기 제 2 배향막 사이에 삽입되고 밀봉된 다수의 액정 분자에 의해 형성된 액정층을 구비하는 LCD 장치 내에서의 배향처리 방법으로서, 상기 장치는, 상기 제 1 및 제 2 주면 모두에 실질적으로 평행한 평면 내에서 상기 분자들의 축들을 회전시킴으로써 이미지를 표시하며,
    제 1 및 제 2 주면 상에 상기 처리되지 않은 제 1 및 제 2 막을 형성하는 단계,
    상기 처리되지 않은 제 1 막을 제 1 배향방향으로 처리하여, 상기 제 1 배향막에 인접한 상기 분자들이, 상기 제 1 배향막으로부터 2°이상인 제 1 소정 범위 내에 속하는 제 1 프리틸트각을 갖도록 하는 제 1 배향막을 얻는 단계,
    상기 처리되지 않은 제 2 막을 제 2 배향방향으로 처리하여, 상기 제 2 배향막에 인접한 상기 분자들이, 상기 제 2 배향막으로부터 2°이상인 제 2 소정 범위 내에 속하는 제 2 프리틸트각을 갖도록 하는 제 2 배향막을 얻는 단계, 및
    상기 제 1 배향방향과 동일한 상기 제 2 배향방향으로 서로 마주보도록, 상기 제 1 및 제 2 배향막을 배치하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 배향처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 소정 범위가, 상기 제 1 및 상기 제 2 배향막 각각으로부터 3°이상인 것을 특징으로 하는 배향처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 소정 범위가, 상기 제 1 및 상기 제 2 배향막 각각으로부터 10°이하인 것을 특징으로 하는 배향처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 소정 범위가, 상기 제 1 및 상기 제 2 배향막 각각으로부터 8°이하인 것을 특징으로 하는 배향처리 방법.
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