KR20000051644A - 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법 - Google Patents

쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법 Download PDF

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Abstract

목적: 본 발명은 배향막의 러빙 각도에 변화를 주어 모든 시야 방향에서 시야각을 균일화할 수 있는 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법을 제공한다.
구성: 초기 배향각 180 도에서 구동신호의 파형에 따라 두가지의 쌍안정성 특성을 나타내는 액정조성물을 사용하는 쌍안정 액정표시소자에 있어서, 액정조성물을 사이에 둔 상하부 기판의 배향막은 액정분자의 각도가 180 도로 초기 배향되게 러빙 방향을 설정하되, 이 러빙 방향은 상하부 기판의 일정 영역 별 서로 다른 각도로서 분포되게 한다.
효과: 이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 일정 영역 별 배향막의 러빙 각도를 교번적으로 혼합하여 줌으로써 쌍안정 액정표시소자의 전체적인 시야각을 개선할 수 있다.

Description

쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법{Method for improvementing visual field angle of bistable twisted nematic liquid crystal display}
본 발명은 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법에 관한 것으로, 특히 러빙방향의 개선을 통하여 x,y축의 45 도 방향에서의 시야각을 개선할 수 있도록 한 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치의 상부기판과 하부기판 사이에 개입되는 액정조성물은 물질 특성상 분자축에 대해 장축과 단축방향의 유전율이 다르기 때문에 외부에서 유기되는 전계에 의해서 배열방향이 변화한다.
특히, 쌍안정(BTN; Bistable Twisted Nematic) 액정은 네마틱 액정에 카이랄 물질이 첨가되어, 배향각인 초기각도 θ에서 인가하는 전압 파형에 따라 θ+180°또는 θ-180°로 트위스트되는 두가지 준안정 상태의 콜레스테릭 네마틱 상을 표시하는 액정조성물이다.
이러한 쌍안정 액정을 이용한 액정표시소자는 네마틱 액정을 사용한 액정표시장치에 비해 저전력 구동이 가능하면서도 스위칭속도를 빠르게 할 수 있어 고해상도 및 동화상의 구현에 유리하고, 넓은 시야각과 우수한 콘트라스비를 갖게 할 수 있는 장점을 갖고 있다.
이와 같이 우수한 특성을 갖고 있어 미래의 표시소자로서 주목받고 있는 쌍안정 액정표시소자에 있어서도, 러빙 방향이 45 도인 조건에서 x,y축에서의 시야각과 x,y축의 45 도 방향에서의 시야각이 다르게 된다.
도 5 는 쌍안정 액정표시소자의 제작시에 행하던 종래의 러빙 방향을 모식적으로 나타낸 쌍안정 액정표시소자의 개략적인 분해 사시도로서, 쌍안정 액정의 초기 배향각 θ는 통상적으로 180 도로 배향하고 있기 때문에 액정조성물을 사이에 둔 상부 기판(20)과 하부 기판(40)은 각각의 ITO 전극(22,42) 상에 적층 형성된 배향(24)(44)막에 각각 서로 평행하면서 방향이 반대인 러빙 처리를 행하게 된다. 도면에서 배향막(24)(44) 위에 표시된 화살표는 러빙 방향을 표시하고, 편광판(26)(46)에 인접표시된 각각의 화살표는 x축 및 y축의 편광 방향을 나타낸 것이다.
이러한 구조의 액정표시소자를 제작하고 시야각 실험을 행한 결과, 다음의 표 1과 같은 시야각 특성이 나타났다.
시야 방향 시야각
x축 방향 70 도
y축 방향 70 도
45도 방향 30 도
결국, 종래의 쌍안정 액정표시소자의 시야각은 편광판(26)(46)의 편광 방향에 해당하는 x,y축 시야방향에서는 양호하지만 러빙 방향인 45도의 시야 방향에서 저조한 것을 알 수 있게 되었다.
도 6 은 배향막의 45 도 러빙 처리시 시야 방향에 따른 시야각을 도시한 비교선도로서, 이를 통해서도 알 수 있듯이 종래의 쌍안정 액정표시소자는 배향막(24,44)의 러빙 방향과 일치하는 45도 방향에서 보았을 때 시야각이 저하되어 나타나는 단점을 갖고 있다.
전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 배향막의 러빙 각도에 변화를 주어 모든 시야 방향에서 시야각을 균일화할 수 있는 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법을 제공하려는데 목적을 두고 있다.
이러한 목적을 구현하기 위한 본 발명은 초기 배향각 180 도에서 구동신호의 파형에 따라 두가지의 쌍안정성 특성을 나타내는 액정조성물을 사용하는 쌍안정 액정표시소자에 있어서, 액정조성물을 사이에 둔 상하부 기판의 배향막은 액정분자의 각도가 180 도로 초기 배향되게 러빙 방향을 설정하되, 이 러빙 방향은 상하부 기판의 일정 영역 별 서로 다른 각도로서 분포되게 한 것을 특징으로 한다.
상기 러빙 방향의 각도가 서로 다른 일정 영역은 단위 픽셀 영역 또는 단위 전극 영역이거나, 상기 단위 픽셀 영역 또는 단위 전극 영역 내에서 스트라이프 형태로 분할된 단위 분할 영역임을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명은 상기 상하부 기판에 부착되는 상하 편광판이 각각 x축,y축 또는 y축,x축의 편광 방향을 갖도록 설정하고, 상기 러빙 방향의 각도는 45도, -45도의 사선 방향으로 교번되게 한다.
도 1 내지 도 3 은 본 발명의 여러가지 실시예에 따른 러빙 방향을 모식적으로 나타낸 쌍안정 액정표시소자의 개략적인 분해 사시도
도 4 는 본 발명에 의한 러빙 처리시 시야 방향에 따른 시야각을 도시한 비교선도
도 5 는 종래의 러빙 방향을 모식적으로 나타낸 쌍안정 액정표시소자의 개략적인 분해 사시도
도 6 은 종래의 러빙 각도에 의한 시야 방향 별 시야각을 도시한 비교선도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
20,40 - 상하부 기판 22,24 - ITO 전극
26,46 - 상하 편광판 240,440 - 배향막
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3 은 본 발명의 여러가지 실시예에 따른 러빙 방향을 모식적으로 나타낸 쌍안정 액정표시소자의 개략적인 분해 사시도로서, 본 발명은 상하부 기판(20)(40)에 형성된 배향막(240)(440)의 일정 영역 별 러빙 방향의 각도가 45도, -45도를 반복하여 분포되게 한 것이다. 도면에서 배향막(240)(440)에 표시된 화살표는 러빙 방향이고 이 화살표의 각도는 러빙 각도를 나타낸다.
도 1 에서는 상하부 기판(20)(40)의 배향막(240)(440)이 ITO전극(22) 패턴 단위로 러빙 각도가 교번되게 러빙 처리되고, 도 2 에서는 상하부 기판(20)(40)의 배향막(240)(440)이 한 개의 픽셀 단위로 러빙 각도가 교번되게 러빙 처리되며, 도 3 에서는 상하부 기판(20)(40)의 배향막(240)(440)이 전극(22) 패턴 내에서 스트라이프 형태로 분할된 단위 분할 영역 별로 러빙 각도가 교번되게 러빙 처리된다.
또한, 도시하지는 않았으나 하나의 픽셀 내에서 분할된 분할 영역 별 배향막(240)(440)의 러빙각도가 교번되게 러빙 처리하는 방법으로 본 발명을 구현할 수도 있다.
이와 같이 다양한 실시예로 구현할 수 있는 본 발명은 전술한 바와같이 배향막(240)(440)에 두가지의 러빙 각도를 부여하기 위해, 슬릿을 통해 자외선을 조사하는 광배향 방법으로 구현하거나, 마스크를 사용하는 포토공정에 의한 에칭 방법에 의해 2회의 공정처리로 구현할 수 있다. 즉, 45도의 러빙 처리공정을 먼저 행한 후에 -45도의 러빙 처리공정을 행하여 구현할 수 있고, 반대로 -45도의 러빙 처리공정을 먼저 행한 후에 45도의 러빙 처리공정을 행하여 구현할 수 있다.
이때, 액정표시소자의 상하 편광판(26)(46)은 각각 x축, y축 또는 반대로 y축, x축 방향의 편광방향을 갖도록 설치된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예는 45도의 각도로 러빙된 영역에서는 시야 방향 45도와 225도에서 비교적 시야각이 좁고, -45도 각도로 러빙된 영역에서는 시야 방향 135도와 -45도(305도)에서 시야각이 좁다.
이와 같이 45도와 -45도로 각각 러빙된 두 영역이 연속적으로 혼합되게 구성하면, 도 4 에 도시된 바와같이 시야각이 좁은 부분을 상호 보상하게 되는 바, 모든 시야 방향에서 균일한 시야각 특성을 나타내게 된다.
또한, 앞의 표 1과 대비하여서는 다음의 표 2와 같은 특성으로 나타남이 본 발명자가 행한 다수회의 반복된 실험을 통해 확인되었다.
시야 방향 시야각
x축 방향 60 도
y축 방향 60 도
45도 방향 60 도
즉, 본 발명의 방법을 구현한 쌍안정 액정표시소자는 x,y 축 방향에서의 최대 시야각은 종래에 비해 소폭 떨어지지만 45도 방향의 시야각이 크게 향상됨을 알 수 있고, 전체적으로 모든 시야 방향에서 시야각이 균일화됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 일정 영역 별 배향막의 러빙 각도를 교번적으로 혼합하여 줌으로써 쌍안정 액정표시소자의 전체적인 시야각을 개선할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 초기 배향각 180 도에서 구동신호의 파형에 따라 두가지의 쌍안정성 특성을 나타내는 액정조성물을 사용하는 쌍안정 액정표시소자에 있어서, 액정조성물을 사이에 둔 상하부 기판의 배향막은 액정분자의 각도가 180 도로 초기 배향되게 러빙 방향을 설정하되, 이 러빙 방향은 상하부 기판의 일정 영역 별 서로 다른 각도로서 분포되게 하여서 되는 것을 특징으로 하는 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 러빙 방향의 각도가 서로 다른 일정 영역은 단위 픽셀 영역인 것을 특징으로 하는 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 러빙 방향의 각도가 서로 다른 일정 영역은 단위 전극 영역인 것을 특징으로 하는 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 러빙 방향의 각도가 서로 다른 일정 영역은 단위 픽셀 영역 또는 단위 전극 영역 내에서 스트라이프 형태로 분할된 단위 분할 영역임을 특징으로 하는 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법.
  5. 제 1 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상하부 기판에 부착되는 상하 편광판이 각각 x축,y축 또는 y축,x축의 편광 방향을 갖도록 설정하고, 상기 러빙 방향의 각도는 45도, -45도의 사선 방향으로 교번되게 하여서 되는 것을 특징으로 하는 쌍안정 액정표시소자의 시야각 개선방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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