KR20010054195A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명 따른 액정 표시 장치에는 상부 및 하부 기판 위에 각각 전극이 형성되어 있고 그 위에는 수직 배향막이 형성되어 있다. 수직 배향막은 각각 러빙 처리되어 있는데, 두 배향막의 러빙 방향은 0도 보다 크고 20도 이하의 각을 가진다. 두 배향막 사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 네마틱 액정층이 형성되어 있다. 두 전극에 전압을 인가하지 않은 상태에서 액정 분자들은 기판에 대해 수직으로 배열을 한다. 두 전극에 전압이 인가되면 액정 분자들은 전기장에 수직이 되기 위해 러빙 방향으로 눕게 되는데, 상부 및 하부 배향막의 러빙 방향이 다르므로 액정 분자들은 상부 배향막의 러빙 방향에서 하부 배향막의 러빙 방향으로 틀어진 형태를 이루게 된다. 이때, 두 기판 사이의 중앙에 위치한 액정 분자들은 상부와 하부에 있는 액정 분자들이 반대 방향으로 회전하여 반대 방향의 힘을 받게 되므로 어느 쪽으로도 눕지 않고 서 있게 된다. 이와 같이, 두 기판 사이의 중앙에 있는 액정 분자들을 제어할 수 있으므로, 시야각이 넓으면서도 응답 속도가 빠르게 된다.

Description

액정 표시 장치{a liquid crystal display}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 시야각이 넓은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.
그런데, 액정 표시 장치는 시야각이 좁은 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하고자 시야각을 넓히기 위한 다양한 방법이 제시되었는데, 네마틱 액정 모드로서 구부러짐(bend) 구조를 가지는 OCB(optically compensated bend or birefrin-gence) 모드가 그 중 한 예로서, 상부 및 하부 기판에 수평 배향막이 형성되어 있으며, 두 배향막은 한 방향으로 동일하게 러빙되어 있다. 그러나, 이 모드에서는 구부러짐 구조를 형성하기 위해 초기에 고전압을 인가해야 하며 일정한 전압 이하에서는 구부러짐 구조가 깨지는 문제가 있다.
본 발명의 과제는 시야각이 넓은 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 액정 표시 장치의 응답 시간이 빠른 방법을 제시하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도로서, 전압을 인가하기 전의 액정 분자의 배열 상태를 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 위에서 본 것으로서, 배향막의 러빙 방향을 도시한 것이며,
도 3 및 도 4는 전압이 인가된 후의 액정 분자의 배열 상태를 각각 다른 방향에서 도시한 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 상부와 하부의 수직 배향막의 배향 방향이 어느 정도의 각을 이루도록 한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 마주 대하고 있는 제1 기판과 제2 기판의 위에 각각 제1 수직 배향막과 제2 수직 배향막이 형성되어 있고 제1 및 제2 수직 배향막은 배향 처리되어 있는데, 제1 및 제2 수직 배향막의 배향 방향이 이루는 각도는 0도 보다 크고 20도 이하로 이루어진다.
여기서, 제1 및 제2 배향막의 배향 처리는 러빙으로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 및 제2 배향막 사이에 네마틱 액정층을 더 포함할 수 있는데, 액정층은 음의 유전율 이방성을 가지는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에서는 시야각이 넓은 액정 표시 장치를 제조하는데 있어 상부 및 하부의 수직 배향막의 배향 방향이 일정한 각도를 이루도록 하여 두 기판의 중앙에 있는 액정 분자의 움직임을 제어하므로 응답 속도가 빠르다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 상부 및 하부 기판(11, 12)을 포함한다. 각 기판(11, 12)의 안쪽면 위에는 전극(21, 22)이 형성되어 있으며, 그 위에는 수직 배향막(31, 32)이 형성되어 있다. 상부 및 하부 기판(11, 12)의 배향막(31, 32) 사이에는 유전율 이방성이 음인 네마틱 액정 물질층(42)이 삽입되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 전압을 인가하지 않은 상태에서 액정 분자(41)는 기판(11, 12)에 대하여 수직으로 배향되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 위에서 바라본 것으로서 배향막(31, 32)의 러빙 방향을 나타내고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이 서로 수직인 x축과 y축이 있고, 하부 기판(12)의 배향막(32)의 러빙 방향은 y축에 대해 θ의 각도를 이루며, 상부 기판(11)의 배향막(31)의 러빙 방향은 y축에 대해 -θ의 각도를 이루도록 러빙되어 있다. 그러면, 두 배향막의 러빙 방향은 2θ를 이루게 된다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 두 전극(21, 22) 사이에전압을 인가하였을 때 액정 분자(41)의 배열을 도시한 것으로서, 도 3은 +y축 방향에서 바라본 것이고, 도 4는 +x축 방향에서 바라본 것이다.
두 전극(21, 22)에 충분한 크기의 전압을 인가하면 기판(11, 12)에 수직인 전기장이 형성되는데, 액정 분자(41)들은 음의 유전율 이방성을 가지므로 전기장에 수직하게 배열되려고 한다. 이때, 액정 분자(41)들은 러빙 방향으로 기울어지는데 상부 및 하부 배향막(31, 32)의 러빙 방향이 다르므로 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 각각의 기판(11, 12) 근처의 액정 분자(41)들은 각각의 러빙 방향으로 기울어지며 두 기판(11, 12) 사이의 중앙면에 대해 상부에 있는 액정 분자(41)들은 상부 기판(11) 근처에서 중앙면으로 갈수록 하부 배향막(32)의 러빙 방향으로 틀어지고, 하부에 있는 액정 분자(41)들은 하부 기판(12) 근처에서 중앙면으로 갈수록 상부 배향막(31)의 러빙 방향으로 틀어진다. 이때, 두 기판(11, 12) 사이의 중앙에 있는 액정 분자(41)들은 상부와 하부에 있는 액정 분자(41)들이 서로 반대 방향으로 회전을 하여 반대 방향의 힘을 받으므로 어느 쪽으로도 눕지 않고 서 있게 된다. 한편, 두 기판(11, 12) 사이의 액정 분자(41)들은 기판(11, 12)에 대해 눕는 정도가 다른데, 배향막(31, 32) 근처의 액정 분자(41)들은 전기장에 의한 힘 외에도 배향막(31, 32)에 의한 힘에 의해 약간만 눕게 되며, 두 기판(11, 12) 사이의 중앙으로 갈수록 배향막(31, 32)에 의한 힘이 약해져 점차 더 많이 눕게 되다가 다시 점점 서게 되어, 중앙에 있는 액정 분자(41)들은 기판(11, 12)에 대해 수직으로 서게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 중앙에 있는 액정 분자(41)의 움직임을 제어할 수있다.
그런데, 이러한 액정 분자(41)의 배열을 얻기 위한 두 러빙 방향 사이의 각도는 매우 작으며, 두 러빙 방향이 이루는 각도 즉, 2θ는 0도 보다 크고 20도 이하이어야 한다.
본 발명에서는 상부 및 하부 기판에 형성된 수직 배향막의 두 러빙 방향이 일정 각도를 이루게 하여 액정 표시 장치의 시야각이 넓으면서도 응답 속도를 빠르게 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 수직 배향막,
    상기 제1 기판과 마주 대하고 있는 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 제2 수직 배향막
    을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 수직 배향막은 배향 처리되어 있으며, 상기 제1 및 제2 수직 배향막의 배향 방향이 이루는 각도는 0도 보다 크고 20도 이하로 이루어진 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제 1 및 제2 배향막의 배향 처리는 러빙으로 이루어진 액정 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 수직 배향막과 상기 제2 수직 배향막 사이에 삽입되어 있는 네마틱 액정층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 액정층은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 표시 장치.
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