KR20020087737A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

전극이 각각 형성되어 있는 두 절연 기판이 마주하고 있으며, 절연 기판의 바깥쪽에 각각 WV 필름이 부착되어 있다. WV 필름의 바깥쪽에는 각각 보상 필름이 부착되어 있고, 보상 필름의 바깥쪽에 각각 편광판이 부착되어 있다. 두 기판 사이에 액정이 주입되어 있으며, 기판의 마주하는 면에는 배향막이 러빙되어 형성되어 있다. 여기서, 각 보상 필름의 지지체의 연신축을 인접해 있는 WV 필름의 배향축과 각각 수직을 이루도록 하며, 인접해 있는 기판의 배향막의 러빙 방향과 각각 수직을 이루도록 한 후, 보상 필름의 면내 리타데이션값을 10㎚ 내지 40㎚로 하여 블랙 전압을 낮추고 블랙 상태에서의 빛샘을 줄일 수 있다.

Description

액정 표시 장치{liquid crystal display}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광시야각을 확보하기 위한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중의 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 있으며, 두 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시켜 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.

이러한 액정 표시 장치의 한 기판은 전극에 인가되는 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터를 갖는 것이 일반적이며, 이러한 박막 트랜지스터 기판에는 박막 트랜지스터 외에도 게이트선 및 데이터선을 포함하는 배선, 외부로부터 신호를 인가받아 게이트선 및 데이터선으로 각각 전달하는 게이트 패드 및 데이터 패드가 형성되어 있다. 게이트선과 데이터선이 교차하여 정의되는 화소 영역에는 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.

한편, 액정 표시 장치에서 응답 속도 및 시야각을 개선하기 위하여 다양한 방법이 제시되었으며, 그 중에서 OCB(optically compensated bend) 방식의 액정 표시 장치를 들 수 있다.

OCB 방식의 액정 표시 장치는 마주하는 두 기판에 각각 형성되어 있는 전극과 기판 사이에 주입되어 있는 액정층, 두 기판에 각각 형성되어 있으며 액정 분자를 기판과 수평하게 배향하기 위한 배향막 및 두 기판의 바깥쪽에 각각 부착되어 편광판을 포함하며, 두 기판 사이에 전압을 작게 인가하는 경우에 화이트(white) 상태를, 전압을 화이트 상태보다 높게 인가한 경우에 블랙(black) 상태를 얻을 수 있다. 이러한 OCB 방식의 액정 표시 장치에서는 두 기판의 배향막을 같은 방향으로 러빙 처리하고 처음에 고전압을 인가하여 액정이 기판에 대하여 수직이면서 구부러지도록 구부러짐(bend) 배열로 만들어야 하는데, 이때 러빙 방향에 대하여 휘도가 떨어지고 시야각이 감소하는 문제점이 있다.

한편, 액정의 구동 전압을 감소시키기 위해 배향막의 선경사각(pretilt angle)을 높이거나 액정의 유전율 이방성(Δε)을 높이기도 하는데, 이때는 액정의 균일 배향이 어렵고 화이트 상태에서의 투과율이 낮아지고 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 블랙 전압을 낮추는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 화이트 상태에서의 투과율을 최소로 하면서 신뢰도를 향상시키는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 보상 필름의 면내 리타데이션값의 변화에 따른 블랙 전압의 변화를 나타낸 그래프를 도시한 도면이다.

이러한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 보상 필름의 지지체의 연신축을 인접해 있는 WV 필름의 배향축과 수직을 이루도록 하며, 인접해 있는 기판의 배향막의 러빙 방향과 수직을 이루도록 한다.

본 발명에 따르면, 서로 마주하는 제1 및 제2 절연 기판이 있고, 제1 및 제2 기판의 안쪽에 각각 제1 및 제2 배향막이 형성되어 있다. 제1 및 제2 기판의 바깥쪽에 각각 제1 및 제2 WV 필름이 부착되어 있으며, 제1 및 제2 WV 필름의 바깥쪽에 각각 제1 및 제2 보상 필름이 부착되어 있다. 제1 및 제2 보상 필름의 바깥쪽에 각각 제1 및 제2 편광판이 부착되어 있고, 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정층이 주입되어 있다. 여기서, 제1 보상 필름의 연신축과 제1 배향막의 러빙 방향이 수직하고 제2 보상 필름의 연신축과 제2 배향막의 러빙 방향이 수직하며, 제1 보상 필름의 연신축과 제1 WV 필름의 배향축이 수직하고 제2 보상 필름의 연신축과 제2 WV 필름의 배향축이 수직한 것이 바람직하다.

이때, 제1 및 제2 보상 필름의 면내 리타데이션 값이 10㎚ 내지 40㎚이고, 제1 및 제2 보상 필름의 지지체의 연신축은 각각 제1 및 제2 배향막의 러빙 방향과 수직을 이루는 것이 바람직하다.

한편, 제1 및 제2 보상 필름의 배향축이 각각 제1 및 제2 편광판의 투과축과45도를 이루는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에서는 보상 필름의 지지체의 연신축을 인접해 있는 WV 필름의 배향축과 각각 수직을 이루도록 하며, 인접해 있는 기판의 배향막의 러빙 방향과 각각 수직을 이루도록 한 후, 보상 필름의 면내 리타데이션값을 10㎚ 내지 40㎚로 조절하여 블랙 전압을 낮출 수 있다.

그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1에서와 같이, 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 기판(11)과 상부 기판(12)을 포함하며, 하부 기판(11)을 박막 트랜지스터 기판이라 하고 상부 기판(12)을 색 필터 기판이라 한다.

먼저, 여기서 상세하게 도시하지는 않았지만 박막 트랜지스터 기판(11)에는 외부로부터 인가되는 주사 신호를 전달받는 게이트선이 다수 형성되어 있고, 게이트선과 절연되어 교차하며 외부로부터 화상 신호를 전달받는 데이터선이 다수 형성되어 있다. 또한, 게이트선 및 데이터선에 연결되어 외부로부터 인가된 신호를 제어하는 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.

색 필터 기판(12)은 색 필터와 블랙 매트릭스가 형성되어 있으며 이들을 덮고 있는 공통 전극이 기판 전면에 형성되어 있다.

화소 전극 및 공통 전극 위에는 각각 수평 배향막이 도포되어 있으며, 각 배향막은 화살표 방향(53, 54)과 같이 기판(11, 12)의 가로 방향에 대하여 45도 기울어진 방향으로 러빙되어 있다.

이러한 박막 트랜지스터 기판(11)과 색 필터 기판(12) 사이에는 양의 유전율 이방성을 가지는 액정층(41)이 삽입되어 있으며, 전압을 인가하지 않은 상태에서 액정 분자가 러빙 방향을 향하여 한쪽 끝이 일어선 형태의 선경사각을 가지고 기판(11, 12)에 대하여 수평 배향되어 있다가 전압을 인가하였을 때 도 1에서와 같이 액정 분자(42)는 구부러짐 구조를 갖는 배열을 나타낸다. 즉, 두 기판(11, 12) 사이에 충분한 크기의 전기장이 형성되면 액정 분자(42)는 양의 유전율 이방성을 가지고 있으므로 액정의 장축이 전기장에 나란하게, 즉 두 기판(11, 12)에 수직이 되도록 배열하려고 한다.

이러한 액정 표시 장치에는 박막 트랜지스터 기판(11)과 색 필터 기판(12) 외에도 편광판(81, 82), 보상 필름(71, 72) 및 WV(wide viewing) 필름(61, 62)이 부착되어 있는데, 블랙 전압을 낮추기 위한 이들의 구조에 대하여 설명한다.

박막 트랜지스터 기판(11)과 색 필터 기판(12)의 배향막은 화살표 방향(53, 54), 즉 기판(11, 12)의 가로 방향에 대하여 45도 기울어진 방향으로 러빙되어 있고, 두 기판(11, 12)의 바깥쪽에 각각 WV 필름(61, 62)이 각각 부착되어 있다. WV필름(61, 62)은 TAC(triacetyl cellulose) 따위로 이루어진 지지체(도시하지 않음) 위에 각 배향축(63, 64)에 따라 액정층(65, 66)이 배향되어 있는 것이다. WV 필름(61, 62)의 배향축(63, 64)은 인접한 기판(11, 12)의 배향막의 러빙 방향(53, 54)과 평행하다. 이때, 지지체 위에 배향되어 있는 액정층(65, 66)은 박막 트랜지스터 기판(11)에 인접해 있는 액정 분자(43)와 반대 방향으로 틀어져 있고, 색 필터 기판(12)에 인접해 있는 액정 분자(44)와 반대 방향으로 틀어져 있어서 서로 보상 관계를 이루어 블랙 상태에서의 빛샘을 줄일 수 있다. WV 필름(61, 62)의 바깥쪽에는 각각 보상 필름(71, 72)이 부착되어 있으며, 보상 필름(71, 72)은 TAC 따위로 이루어진 지지체로 이루어져 있다. 여기서, 보상 필름(71, 72)은 일축성 필름 또는 이축성 필름 중 어느 하나이다. 보상 필름(71, 72)의 바깥쪽에는 각각 편광판(81, 82)이 부착되어 있는데, 편광판(81, 82)의 투과축(또는 흡수축)은 서로 수직하며 인접한 기판(11, 12)의 배향막의 러빙 방향(53, 54)과 45도를 이룬다.

이때, 블랙 전압을 낮추기 위해서는 각 보상 필름(71, 72) 지지체의 연신축(slow axis)(73, 74)이 인접해 있는 WV 필름(61, 62)의 배향축(63, 64)과 수직하게, 배향막의 러빙 방향(53, 54)과 수직하게 하는 것이 바람직하다.

또한, WV 필름(61, 62)의 배향축(63, 64)이 편광판(81, 82)의 투과축(83, 84)과 45도를 이루고 있다.

이상과 같은 배열로 보상 필름(71, 72)과 WV 필름(61, 62)을 배치한 상태에서는 보상 필름(71, 72)의 면내 리타데이션값을 조절하여 블랙 전압을 낮출 수 있는데, 이에 대하여 표 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

표 1은 보상 필름(71, 72)의 면내 리타데이션값의 변화에 따른 블랙 전압과 블랙 상태에서의 휘도를 나타낸 것으로 WV 필름(61, 62)의 종류(VIP, KD)에 따라 각각 도시하였고, VIP와 KD는 WV 필름 제조 회사에서 명기한 것으로 VIP에 비해 KD가 부착되어 있는 디스코틱 액정의 평균적인 기울임 각도가 크다. 도 2는 표 1의 보상 필름(71, 72)의 면내 리타데이션값의 변화에 따른 블랙 전압을 측정하여 그래프로 도시한 도면이다.

WV 필름	보상 필름의 면내 리타데이션값(㎚)	블랙 전압(V)	블랙 휘도
VIP	6	4.9	1.592
	10	4.8	1.633
	12	4.1	2.016
	16	4.0	1.861
	18	3.6	2.346
	2	3.9	1.849
	26	3.3	1.912
	39	2.7	2.470
KD	6	63	1.581
	10	5.6	1.623
	12	4.9	1.612
	16	4.7	1.881
	18	4.2	2.119
	20	4.7	1.995
	26	3.7	1.850

WV 필름(61, 62)으로 VIP를 사용한 경우에 면내 리타데이션값을 6㎚, 10㎚, 12㎚, 16㎚, 18㎚, 20㎚, 26㎚, 39㎚로 변화시켰고, WV 필름(61, 62)으로 KD를 사용한 경우에 면내 리타데이션값을 6㎚, 10㎚, 12㎚, 16㎚, 18㎚, 20㎚, 26㎚으로 변화시켰다.

WV 필름(61, 62)으로 VIP와 KD를 사용한 각각의 경우에 대하여 보상 필름(71, 72)의 면내 리타데이션값을 변화시켜 블랙 전압을 측정했을 때, 표 1에서와 같이 면내 리타데이션값을 크게 할수록 블랙 전압이 낮아짐을 알 수 있다. 이때, 보상 필름(71, 72)의 면내 리타데이션값을 10㎚ 내지 40㎚로 하면 블랙 전압을 충분히 낮출 수 있다. 이는 배향막의 러빙 방향(53, 54)에 대하여 면내 리타데이션값이 커지면 액정이 완전히 기판에 수직하게 서지 않아도 되므로 전압을 낮게 인가할 수 있기 때문이다.

따라서, 블랙 전압을 낮추기 위해 배향막이나 액정을 바꾸지 않고 보상 필름의 면내 리타데이션값만 변화시켜도 블랙 전압을 낮출 수 있으며, 화이트 상태의 투과율을 감소시키지 않으면서 블랙 전압을 낮추므로 신뢰성이 향상된다.

이와 같이 본 발명에서는 보상 필름의 지지체의 연신축을 인접해 있는 WV 필름의 배향축과 각각 수직을 이루도록 하며, 인접해 있는 기판의 배향막의 러빙 방향과 각각 수직을 이루도록 한 후, 보상 필름의 면내 리타데이션값을 10㎚ 내지 40㎚로 하여 블랙 전압을 낮출 수 있다.

Claims (4)

1. 서로 마주하는 제1 및 제2 절연 기판,

   상기 제1 및 제2 기판의 안쪽에 각각 형성되어 있는 제1 및 제2 배향막,

   상기 제1 및 제2 기판의 바깥쪽에 각각 부착되어 있는 제1 및 제2 WV 필름,

   상기 제1 및 제2 WV 필름의 바깥쪽에 각각 부착되어 있는 제1 및 제2 보상 필름,

   상기 제1 및 제2 보상 필름의 바깥쪽에 각각 부착되어 있는 제1 및 제2 편광판,

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정층

   을 포함하며,

   상기 제1 보상 필름의 연신축과 상기 제1 배향막의 러빙 방향이 수직하고 상기 제2 보상 필름의 연신축과 상기 제2 배향막의 러빙 방향이 수직하며, 상기 제1 보상 필름의 연신축과 상기 제1 WV 필름의 배향축이 수직하고 상기 제2 보상 필름의 연신축과 상기 제2 WV 필름의 배향축이 수직한 액정 표시 장치.
2. 제1항에서,

   상기 제1 및 제2 보상 필름의 면내 리타데이션 값이 10㎚ 내지 40㎚인 액정 표시 장치.
3. 제1항에서,

   상기 제1 및 제2 보상 필름의 지지체의 연신축은 각각 상기 제1 및 제2 배향막의 러빙 방향과 수직을 이루는 액정 표시 장치.
4. 제1항에서,

   상기 제1 및 제2 보상 필름의 배향축이 각각 상기 제1 및 제2 편광판의 투과축과 45도를 이루는 액정 표시 장치.