KR20040100558A - 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀 갭의 편차에 따른 휘도의 변화를 줄일 수 있는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판중 어느 하나의 내측에 배향막을 형성하고 배향처리하는 단계와; 상기 배향막의 배향방향과 동일한 방향의 투과축을 가지는 제 1 편광판을 상기 배향막이 형성된 기판의 외측에 부착하는 단계와; 상기 제 1 편광판의 투과축과 수직한 방향을 가지는 제 2 편광판을 배향막을 형성하지 않은 기판의 외측에 부착하는 단계와; 상기 제 1 기판의 내측과 제 2 기판의 내측이 마주보도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판사이에 트위스트 네마틱 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이다.

Description

횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법{The method for fabricating in-plane-switching luquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 셀 갭의 편차에 따른 휘도의 변화를 줄일 수 있는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법에 대한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.

따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.

그리고, 제 2 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다.

이와 같은 상기 제 1, 제 2 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 종래의 액정표시장치의 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I` 방향에 따른 액정표시장치의 단면도이다.

종래의 액정표시장치는, 도 1 및 2에 도시한 바와 같이 상기 일정 공간을 갖고 합착된 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)과, 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성되어 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 기판(1)에는 화소영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 배선(4)이 배열되고, 상기 게이트 배선(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 배선(5)이 배열되며, 상기 각 화소영역(P)에는 화소 전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 배선(4)과 데이터 배선(5)이 교차하는 부분에는 상기 게이트 배선(4)의 구동신호에 따라 온/오프되어 상기 데이터 배선(5)의 영상신호를 각 화소 전극(6)에 인가하는 복수개의 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 제 2 기판(2)에는 상기 화소영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(7)과 상기 각 화소영역(P)에 대응되어 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층(8)과, 화상을 구현하기 위한 공통 전극(9)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 제 1, 제 2 기판(1,2)의 서로 마주보는 면에 각각 제 1, 제 2 배향막(11a, 11b)이 형성되고 액정층(3)을 배향시키기 위해 러빙처리된다.

여기서, 상기 제 1 배향막(11a)과 제 2 배향막(11b)의 배향방향은 서로 수직하는 방향으로 배향되어 있다.

그리고, 상기 액정층(3)의 액정은 주로 트위스트 네마틱(Twisted Nematic : TN) 액정을 사용하는데, 상기 트위스트 네마틱 액정은 액정 분자의 장축 방향이 상하 기판면에 대하여 평행하게 배열되어 있으나, 그 배열 방위가 상하 기판면에 대하여 90°트위스트되어 있다.

또한, 상기 제 1, 제 2 기판(1,2)의 서로 마주보는 면의 반대편에는 외부 광원으로부터 출사된 빛을 일정 방향으로 투과하여 편광시키고, 상기 편광된 빛을 상기 액정층(3)으로 전달하는 제 1, 제 2 편광판(10a, 10b)이 각각 형성되어 있는데, 상기 제 1 편광판(10a)의 투과축 방향과 제 2 편광판(10b)의 투과축 방향은 서로 수직하는 방향으로 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 액정표시장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 전압이 인가되지 않은 액정표시장치의 액정 분자의 배열 상태를 나타낸 단면도이고, 도 3b는 전압이 인가된 액정표시장치의 액정 분자의 배열 상태를 나타낸 단면도이다.

이와 같은 액정표시장치는 제 1 기판(31)에 형성된 화소 전극(도시되지 않음)과 제 2 기판(32)에 형성된 공통 전극(도시되지 않음)에 전압을 인가하여 두 전극 사이에 형성되는 전계의 세기에 따라 상기 두 전극 사이에 형성된 액정층(35a)의 액정 분자의 배열 상태를 조절함으로써, 상기 액정층(35a)을 통과하는 빛의 광량을 제어하여 화상을 표시하게 된다.

즉, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치에 전압이 인가되지 않으면, 상기 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성되지 않으므로, 액정층(35a)에 형성된 액정 분자는 제 1 기판(31)에서 제 2 기판(32)으로 향햐면서 상기 액정 분자의 장축 방향이 점차적으로 회전하여 형성되는 90°의 트위스트 각을 그대로 유지하게 된다.

이 때, 외부 광원으로부터 출사된 빛은 제 1 편광판(33)을 통과하여 제 1 편광판(33)의 투과축 방향으로 편광되고, 상기 편광된 빛은 액정층(35a)의 액정 분자의 트위스트각을 따라 90°회전하여 제 2 편광판(34)에 도달하게 된다. 여기서, 상기 액정층(35a)을 통과한 빛은 90° 회전에 의해 투과축 방향이 제 2 편광판(34)의 투과축 방향과 일치하게되어 상기 제 2 편광판(34)을 통과하게 된다.

그리고, 3b에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치에 전압이 인가되면, 상기 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계(36)가 형성되어, 액정층(35b)에 형성된 액정 분자의 장축 방향이 전계(36) 방향으로 늘어서게 되어 액정층(35b)에 형성되어 있던 액정 분자의 장축 방향이 제 1 기판(31)과 제 2 기판(32)면에 대하여 수직으로 배열하게되어 트위스트각이 사라지게 된다.

이 때, 외부 광원으로부터 출사된 빛은 제 1 편광판(33)을 통과하여 제 1 편광판(33)의 투과축 방향으로 편광되고, 상기 편광된 빛은 액정층(35b)을 제 1 편광판(33)의 투과축 방향으로 통과하면서 2 편광판(34)에 도달하게 된다. 여기서, 상기 액정층(35b)을 통과한 빛은 편광 방향이 제 1 편광판(33)의 투과축 방향과 동일하므로 제 2 편광판(34)의 투과축 방향에 대하여 교차하는 방향으로 입사하게 된다. 따라서, 상기 편광된 빛은 제 2 편광판(34)을 통과하지 못하게 된다.

이와 같이 상기 액정표시장치는 전압이 인가되지 않은 상태에서 가장 밝은 계조를 나타내는 노멀리 화이트 모드로서 동작하게 된다.

그러나, 이와 같이 상-하로 걸리는 전계(36)에 의한 액정 분자의 구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 갖고 있었다.

따라서, 이러한 액정표시장치의 시야각 문제를 극복하기 위해 수평 전계를 이용한 횡전계(IPS) 방식의 액정표시장치에 대한 연구가 이루어지고 있다.

도 4는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 횡전계 방식 액정표시장치는, 제 1 기판(44) 의 동일 평면상에 화소 전극(41)과 공통 전극(42)이 함께 형성되어 있으며, 상기 화소 전극(41)과 공통 전극(42)의 상부에는 상기 화소 전극과 공통 전극을 보호하기 위한 보호층(도시되지 않음)이 형성되고, 상기 보호층의 상부에는 액정층(43a)의 액정 분자를 일정방향으로 배향하기 위한 배향막(도시되지 않음)이 형성되어 있다.

그리고, 제 2 기판(45)에는 칼라필터층(도시되지 않음)이 형성되어 있으며, 상기 칼라필터층의 상부에는 상기 칼라필터층으로부터 액정층(43a)으로 불순물이 확산되는 것을 방지하기 위한 보호층(도시되지 않음)이 형성되어 있다.

제 1 기판(44)과 제 2 기판(45)이 마주보는 면의 외측 면에는 제 1, 제 2 편광판(46, 47)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5a는 전압이 인가되지 않은 횡전계 방식 액정표시장치의 액정 분자의 배열 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 전압이 인가된 횡전계 액정표시장치의 액정 분자의 배열 상태를 나타낸 단면도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극(41)과 공통 전극(42)에 전압이 인가되지 않았을 경우에는 액정 분자의 배열방향은 배향막(도시되지 않음)의 배향방향과 동일한 방향으로 배열된다. 즉, 상기 배향방향은 제 1 편광판(46)의 투과축에 대하여 45°각을 가진다. 따라서 외부에서 출사된 빛이 제 1 편광판(46)을 통과하여 편광되면, 상기 편광된 빛은 액정층(43a)에 형성된 액정 분자를 따라 그대로 통과하므로, 상기 제 1 편광판(46)의 투과축과 수직하는 방향의 투과축을 가지는 제 2 편광판(47)을 통과하지 못하게 된다.

그리고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극(41)과 공통 전극(42)에 전압이 인가되어 상기 화소 전극(41)과 공통 전극(42) 사이에 전계가 형성되면, 액정층(43b)에 형성된 액정 분자의 장축 방향이 전계(48) 방향으로 배열되게 된다. 따라서 외부에서 출사된 빛이 제 1 편광판(46)을 통과하여 편광되면, 상기 편광된 빛은 액정 분자를 따라 회전하면서 제 2 편광판(47)을 통과하게 된다.

이와 같이 종래의 횡전계 액정표시장치는 전압이 인가되지 않은 상태에서 가장 어두운 계조를 나타내는 노멀리 블랙 모드로서 동작하게 된다.

상기 횡전계 방식 액정표시장치의 장점은 전압 인가시 각 액정 분자의 극값의 변화가 작으므로 광시야각이 가능하다는 것이다. 즉, 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우 방향으로 약 70°방향에서 가시할 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

일반적으로, 액정표시장치의 공정시 양 기판 사이의 간격(이하, '셀 갭'으로 표기)을 일정하게 만들기가 어려우므로, 상기 셀 갭의 편차가 발생하게 되는데, 상기 셀 갭의 편차는 투과율을 변화시켜 최종적으로 화질에 영향을 미치게 된다.

또한, 상기 셀 갭의 편차에 따른 투과율의 변화는 화이트 레벨에서는 작지만, 블랙 레벨에 가까울수록 더욱 심해지게 된다.

이와 같은 셀 갭에 따른 영향에 있어서, 트위스트 네마틱(TN)을 사용하는 액정표시장치는 노멀리 화이트 모드로서 동작하므로, 상기 셀 갭의 편차에 대한 공차가 크므로 상기 셀 갭의 편차에 따른 휘도의 변화가 작다.

그러나, 횡전계 방식 액정표시장치는 노멀리 블랙 모드로서 동작하므로, 상기 트위스트 네마틱 액정을 사용한 액정표시장치에 비하여 셀 갭의 편차에 따른 공차가 작으므로, 이러한 셀 갭의 편차에 의한 휘도의 변화가 심화되는 문제점이 있다.

더욱이, 상기 횡전계 방식 액정표시장치는 전압이 인가되지 않은 상태에서 가장 어두운 계조, 즉, 노멀리 블랙으로 구동되는 횡전계 액정표시장치는 블랙 레벨로서 휘도를 조절하게 되므로, 이러한 셀 갭에 따른 휘도의 편차는 더욱 증가하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 셀 갭의 편차에 의한 휘도의 변화를 줄일 수 있는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 액정표시장치의 분해 사시도

도 2는 도 1의 I-I` 방향에 따른 액정표시장치의 단면도

도 3a 내지 도 3b는 수직 전계에 따른 액정 분자의 배열 변화를 나타낸 단면도

도 4는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 단면도

도 5a 내지 5b는 수평 전계에 따른 액정 분자의 배열 변화를 나타낸 사시도

도 6a 내지 6e는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도

도 7a 내지 7b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 액정표시장치의 액정 분자의 배열 변화를 나타낸 단면도

도 8a 내지 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 액정표시장치의 액정 분자의 배열 변화를 나타낸 단면도

＊도면의 주요부에 대한 부호 설명

61 : 제 1 기판 63 : 배향막

64 : 제 1 편광판 65 : 제 2 기판

66 : 제 2 편광판 67 : 액정층

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법은, 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판중 어느 하나의 내측에 배향막을 형성하고 배향처리하는 단계와; 상기 배향막의 배향방향과 동일한 방향의 투과축을 가지는 제 1 편광판을 상기 배향막이 형성된 기판의 외측에 부착하는 단계와; 상기 제 1 편광판의 투과축과 수직한 방향을 가지는 제 2 편광판을 배향막을 형성하지 않은 기판의 외측에 부착하는 단계와; 상기 제 1 기판의 내측과 제 2 기판의 내측이 마주보도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판사이에 트위스트 네마틱 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 그 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 1 기판상에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 단계를 포함하여 형성됨을 특징으로 한다.

상기 제 2 기판상에 칼라필터 어레이를 형성하는 단계를 포함하여 형성됨을 특징으로 한다.

상기 배향처리는 러빙법 또는 UV 조사법을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 트위스트 네마틱 액정층은 액정적하방식 또는 액정주입방식으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 트위스트 네마틱 액정의 트위스트 각 및 방향을 키랄 도펀트를 사용하여 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 횡전계 액정표시장치의 제조방법은, 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판중 어느 하나의 내측에 배향막을 형성하고 배향처리하는 단계와; 상기 배향막의 배향방향과 동일한 방향의 투과축을 가지는 제 1 편광판을 상기 배향막이 형성된 기판의 외측에 부착하는 단계와; 상기 제 1 편광판의 투과축과 수직한 방향을 가지는 제 2 편광판을 배향막을 형성하지 않은 기판의 외측에 부착하는 단계와; 상기 제 1 기판의 내측과 제 2 기판의 내측이 마주보도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판사이에 트위스트 네마틱 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 그 특징으로 한다.

여기서, 상기 배향처리는 러빙법 또는 UV 조사법을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 트위스트 네마틱 액정층은 액정적하방식 또는 액정주입방식으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 트위스트 네마틱 액정의 트위스트 각 및 방향을 키랄 도펀트를 사용하여 조절하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 첨부하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6a 내지 6e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.

먼저, 서로 수직한 방향으로 배열된 게이트라인 및 데이터라인과 박막 트랜지스터, 화소전극 및 공통전극을 구비한 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제 1 기판(도 6a의 61)과; 블랙매트릭스층, 칼라필터층 및 보호층을 구비한 칼라필터 어레이가 형성된 제 2 기판(도 6e의 65)을 준비한다.

그리고, 이물질 및 파티클(particle)을 제거하기 위해 상기 제 1 및 제 2기판(61, 65)을 세정한다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(61)의 내측, 즉, 박막트랜지스터 어레이가 형성된 면에 배향막(63)을 형성한다.

여기서, 상기 배향막(63)은 상기 제 1 기판(61) 및 제 2 기판(65)중 어느 하나에 형성할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 제 1 기판(61)상에 형성하기로 한다.

상기 배향막(63)을 형성하는 방법에는 스핀, 스프레이, 딥 및 인쇄 방식등의 여러 가지가 있지만, 본 발명의 실시예에서는 통상적으로 많이 사용되는 인쇄 방식으로 배향막(63)을 형성하기로 한다.

그리고, 상기 배향막(63)을 형성하기 위한 배향막 재료로는 폴리아미드(Polyamide), 폴리 이미드계 화합물, PVA(Poly Vinyl Alchol), 폴리아믹산(Polyamic Acid) 등의 물질을 러빙 처리하여 배향막(63)을 형성할 수 있으며, PVCH(Poly Vinyl Cinnamate), PSCN(Poly Siloxane Cinnamate) 또는 CelCN(Cellulose Cinnamate)계 화합물과 같은 광반응성 물질을 광배향 처리하여 사용할 수 있다.

상기 인쇄 방식은, 배향막 인쇄 장치를 사용하여 배향막(63)을 형성하게 되는데, 도 6a에 도시된 바와 같이, 배향막 인쇄 장치의 원료공급 용기(117)내에 저장된 배향막 원료용액인 폴리이미드액(111)이 원료 공급관(112)을 통하여 이송되고, 상기 폴리이미드액(111)은 디스펜서(113)를 통하여 상호 회전하고 있는 닥터 롤(114)과 아닐록스 롤(115)의 접촉면에 적하 공급된다.

이어, 상기 닥터 롤(114)과 아닐록스 롤(115)의 접촉면에 적하 공급된 폴리이미드액(111)은 닥터 롤(114)과 아닐록스 롤(115) 사이에서 균일하게 개어지고, 그 결과 인쇄 롤(116)의 표면에는 균일하게 폴리이미드액(111)이 도포된다.

그러면, 상기 인쇄 롤(116)에 균일하게 도포된 폴리이미드액(111)은 인쇄 테이블(117)에 안치되어 있는 제 1 기판(61)의 전면에 인쇄되고, 상기 인쇄된 폴리이미드액(111)을 소정 온도에서 경화 처리함으로써 배향막(63)이 형성된다.

이 후, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 배향막 인쇄장치에 의해 배향막(63)이 형성된 제 1 기판(61)을 스테이지(124)의 상면에 탑재시키고, 구동모터(도면에 도시되지 않음)의 동력으로 구동롤러(125)를 회전시켜 상기 스테이지(124)를 기판진행방향(화살표 방향)으로 전진시킴으로써 상기 제 1 기판(61)을 이동시킨다.

이 때, 지지대(121)에 연결된 러빙롤(122)의 러빙포(123)는 그 저부에서 전진하는 상기 제 1 기판(61)의 배향막(63)과 접촉된 후, 상기 러빙롤(122)이 회전함에 따라 상기 러빙롤(122)에 형성된 러빙포(123)가 상기 배향막(63)에 홈을 남겨 배향처리하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 러빙법을 이용하여 배향처리를 하고 있지만, 광배향막을 형성한 후 UV를 조사하여 배향처리하는 UV 조사법을 사용할 수도 있다.

이어서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 배향막(63)이 형성된 제 1 기판(61)의 외측 즉, 상기 배향막(63)이 형성된면의 반대쪽의 면에 제 1 편광판(64)을 부착한다.

상기 제 1 편광판(64)은, 일반적으로 폴리 비닐 알콜(Poly Vinyle Alcohol)의 얇은 막을 가열시키면서 늘어뜨려, 요오드(Iodic Acid)를 대량으로 함유한 용액에 침적시켜 제조된다.

여기서, 상기 제 1 편광판(64)은 외부로부터 출사된 빛을 받아 선택적으로 투과하여 편광시키는 역할을 하는데, 상기 제 1 편광판(64)의 투과축 방향은 상기 배향막(63)의 배향방향과 동일한 방향을 가지도록 부착한다.

다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 제 2 기판(65)의 외측, 즉, 칼라필터층 및 보호층이 형성된 부분의 반대쪽의 면에 제 2 편광판(66)을 부착한다.

여기서, 제 2 편광판(66)의 투과축 방향은 제 1 편광판(64)의 투과축 방향과 서로 수직한 방향을 가지도록 부착한다.

이 후, 이와 같이 제작된 제 1 기판(61)과 제 2 기판(65)은, 도 6e에 도시된 바와 같이, 스페이서(spacer)(도시되지 않음)에 의해 일정 공간을 갖고 액정주입구를 갖는 시일재(sealant)(도시되지 않음)에 의해 합착되어 상기 두 기판(61, 65) 사이에 트위스트 네마틱 액정(67)이 주입된다.

여기서, 상기 트위스트 네마틱 액정(67)은 상기 시일재에 의해 합착된 제 1기판(61)과 제 2 기판(65) 사이를 진공상태로 유지하여 트위스트 네마틱 액정액에 입구가 잠기도록 하여 삼투압 현상에 의해 액정을 주입하는 액정주입 방식에 의해 형성할 수 있고, 또한, 제 1 기판(61) 또는 제 2 기판(65)에 트위스트 네마틱 액정을 적당량 적하한 후 상기 제 1 기판(61)과 제 2 기판(65)을 합착하는 액정적하 방식을 사용할 수 있다.

이와 같이 제작된 횡전계 방식 액정표시장치는 트위스트 네마틱 액정을 사용하였으므로, TN 모드 액정표시장치의 장점(셀 갭의 편차에 대한 높은 공차율)과 횡전계 방식 액정표시장치의 장점(광시야각)을 모두 가지게 된다.

이하 도면을 첨부하여, 이와 같이 제조된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7a는 전압이 인가되지 않은 횡전계 방식 액정표시장치의 액정 분자의 배열 상태를 나타낸 단면도이고, 도 7b는 전압이 인가된 횡전계 방식 액정표시장치의 액정 분자의 배열 상태를 나타낸 단면도이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극(71)과 공통 전극(72)에 전압이 인가되지 않았을 경우에는, 상기 전압에 의한 전계가 가해지지 않으므로 액정층(76a)의 트위스트 네마틱 액정(이하, '액정'으로 표기) 분자는 90˚의 트위스트된 형상으로 배열된다.

즉, 전계가 형성되지 않았을 때의 액정층(76a)에 형성된 액정 분자의 배열은, 배향막의 배향 규제력 및 상기 액정 분자에 함유된 키랄 도펀트의 함유량등에 의해 결정되는데, 이와 같이 상기 제 1 기판(73)의 배향막(도시되지 않음)의 배향규제력에 의해, 상기 배향막에 밀착하여 위치한 액정 분자는 그의 장축 방향이 상기 배향막의 배향방향과 동일하게 배열되며, 상기 액정층(76a)에 함유된 키랄 도펀트에 의해 제 2 기판(74)으로 향하면서 점차로 트위스트되어, 제 2 기판(74)에 밀착하여 위치한 액정 분자의 장축 방향은 상기 제 1 기판(73)의 배향막에 밀착하여 위치한 액정 분자의 장축 방향과 90˚의 각을 이루게 된다.

여기서, 상기 액정층(76a)에 형성된 액정 분자의 트위스트되는 정도 및 방향은 상기 키랄 도펀트의 함유량 및 종류로 제어할 수 있다.

따라서, 외부에서 출사된 빛이 제 1 편광판(75)의 투과축 방향(77)으로 편광되면, 상기 편광된 빛은 액정층(76a)에 형성된 액정 분자를 따라 90˚회전하게 되어 제 2 편광판(76)의 투과축 방향(78)과 일치하는 방향을 가지게 된다.

즉, 외부에서 출사된 빛은 액정 분자에 의해 편광 방향이 바뀌게 되어 제 2 편광판(76)을 통과하게 된다.

한편, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극(71)과 공통 전극(72)에 전압이 인가되는 경우에는, 상기 인가된 전압에 의해 수평 방향의 전계(79)가 가해지므로, 상기 액정 분자의 장축 방향이 모두 전계(79) 방향을 따라 일렬로 배열되게 된다.

따라서, 외부에서 출사된 빛이 제 1 편광판(75)의 투과축 방향(77)으로 편광되면, 상기 편광된 빛은 액정층(76b)에 형성된 액정 분자를 따라 그대로 통과하므로, 즉, 편광 방향이 바뀌지 않으므로, 상기 액정 분자를 통과한 빛은 제 2 편광판(76)의 투과축 방향(78)과 수직하는 방향을 가지게 된다.

즉, 외부에서 출사된 빛은 일렬로 배열된 액정 분자를 따라 그대로 통과하게 되어 제 2 편광판(76)을 통과하지 못하게 된다.

이와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치는 전압이 인가되지 않은 상태에서 화이트 계조를 나타내고, 전압이 인가된 상태에서 블랙 계조를 나타내는 노멀리 화이트 모드로서 동작하게된다.

이하, 도면을 첨부하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 도면은 본 발명의 제 1 실시예에서 참조한 도면을 사용하여 설명하기로 한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 제조 방법은 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 제조 방법과 동일하며, 단지, 도 6c에 도시된 바와 같이, 제 1 편광판(64) 부착 공정에서, 상기 제 1 편광판(64)의 투과축 방향이 배향막의 배향방향과 45°의 각을 이루도록 부착하는 점에서 차이가 있다.

물론, 도 6d에 도시된 바와 같이, 제 2 편광판(66)의 투과축 방향은 제 1 편광판(64)의 투과축 방향과 수직하는 방향을 갖도록 부착된다.

이하 도면을 첨부하여, 이와 같이 제조된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 8a는 전압이 인가되지 않은 횡전계 방식 액정표시장치의 액정 분자의 배열 상태를 나타낸 단면도이고, 도 8b는 전압이 인가된 횡전계 방식 액정표시장치의 액정 분자의 배열 상태를 나타낸 단면도이다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극(81)과 공통 전극(82)에 전압이 인가되지 않았을 경우에는, 상기 전압에 의한 전계가 가해지지 않으므로 액정층(86a)에 형성된 분자의 배열방향은 90˚의 트위스트된 형상으로 배열된다.

즉, 전계가 형성되지 않았을 때의 액정층(86a)에 형성된 액정 분자의 배열은, 배향막(도시되지 않음)의 배향 규제력 및 상기 액정 분자에 함유된 키랄 도펀트의 함유량등에 의해 결정되는데, 이와 같이 상기 제 1 기판(83)의 배향막의 배향 규제력에 의해, 상기 배향막에 밀착하여 위치한 액정 분자는 그의 장축 방향이 상기 배향막의 배향방향과 동일하게 배열되며, 상기 액정층(76a)에 함유된 키랄 도펀트에 의해 제 2 기판(84)으로 향하면서 점차로 트위스트되어, 제 2 기판(84)에 밀착하여 위치한 액정 분자의 장축 방향은 상기 제 1 기판(83)의 배향막에 밀착하여 위치한 액정 분자의 장축 방향과 90˚의 각을 이루게 된다.

여기서, 상기 액정층(86a)에 형성된 액정 분자의 트위스트되는 정도 및 방향도 상기 키랄 도펀트의 함유량 및 종류로 제어할 수 있다.

따라서, 외부에서 출사된 빛이 제 1 편광판(85)의 투과축 방향(87)으로 편광되면, 상기 편광된 빛은 액정층(86a)에 형성된 액정 분자를 따라 90˚회전하게 되어 제 2 편광판(86)의 투과축 방향(88)과 일치하는 방향을 가지게 된다.

즉, 외부에서 출사된 빛은 액정 분자에 의해 편광 방향이 바뀌게 되어 제 2 편광판(86)을 통과하게 된다.

한편, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극(81)과 공통 전극(82)에 전압이 인가되는 경우에는, 상기 인가된 전압에 의해 수평 방향의 전계(89)가 가해지므로, 상기 액정 분자의 장축 방향이 모두 전계(89) 방향을 따라 일렬로 배열되게 된다.

따라서, 외부에서 출사된 빛이 제 1 편광판(85)의 투과축 방향(87)으로 편광되면, 상기 편광된 빛은 액정층(86b)의 액정 분자를 따라 그대로 통과하므로, 즉, 편광 방향이 바뀌지 않으므로, 상기 액정 분자를 통과한 빛은 제 2 편광판(86)의 투과축 방향(88)과 수직하는 방향을 가지게 된다.

즉, 외부에서 출사된 빛은 일렬로 배열된 액정 분자를 따라 그대로 통과하게 되어 제 2 편광판(86)을 통과하지 못하게 된다.

이와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치는 전압이 인가되지 않은 상태에서 화이트 계조를 나타내고, 전압이 인가된 상태에서 블랙 계조를 나타내는 노멀리 화이트 모드로서 동작하게된다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 트위스트 네마틱 액정을 사용하여, 횡전계 방식 액정표시장치를 노멀리 화이트 모드로서 동작하도록 할 수 있으므로, 셀 갭의 편차에 따른 휘도의 변화를 줄일 수 있다.

둘째, 전계가 수평으로 작용하는 횡전계 방식이므로, 광시야각을 구현할 수 있다.

Claims (10)

1. 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계;

   상기 제 1 기판 및 제 2 기판중 어느 하나의 내측에 배향막을 형성하고 배향처리하는 단계;

   상기 배향막의 배향방향과 동일한 방향의 투과축을 가지는 제 1 편광판을 상기 배향막이 형성된 기판의 외측에 부착하는 단계;

   상기 제 1 편광판의 투과축과 수직한 방향을 가지는 제 2 편광판을 배향막을 형성하지 않은 기판의 외측에 부착하는 단계;

   상기 제 1 기판의 내측과 제 2 기판의 내측이 마주보도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계;

   상기 제 1 기판과 제 2 기판사이에 트위스트 네마틱 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   제 1 기판상에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 단계를 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   제 2 기판상에 칼라 필터 어레이를 형성하는 단계를 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 배향처리는 러빙법 또는 UV 조사법을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 트위스트 네마틱 액정층은 액정적하방식 또는 액정주입방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 트위스트 네마틱 액정의 트위스트 각 및 방향을 키랄 도펀트를 사용하여 조절하는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.
7. 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계;

   상기 제 1 기판 및 제 2 기판중 어느 하나의 내측에 배향막을 형성하고 배향처리하는 단계;

   상기 배향막의 배향방향에 대하여 45°각의 투과축 방향을 가지는 제 1 편광판을 상기 배향막이 형성된 기판의 외측에 부착하는 단계;

   상기 제 1 편광판의 투과축과 수직한 방향을 가지는 제 2 편광판을 배향막을형성하지 않은 기판의 외측에 부착하는 단계;

   상기 제 1 기판의 내측과 제 2 기판의 내측이 마주보도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계;

   상기 제 1 기판과 제 2 기판사이에 트위스트 네마틱 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 배향처리는 러빙법 또는 UV 조사법을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 트위스트 네마틱 액정층은 액정적하방식 또는 액정주입방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 트위스트 네마틱 액정의 트위스트 각 및 방향을 키랄 도펀트를 사용하여 조절하는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치의 제조방법.