KR20040103175A - 액정표시장치용 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20040103175A
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Abstract

본 발명은 λ/4 위상차판을 가지는 액정표시장치용 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 위상차판 전면에 균일한 광축을 형성하고, 이로 인해 광특성의 균일성이 유지되도록 하며, 나아가 시야각을 향상시키고 컬러의 분산 특성 불일치를 개선하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 코팅방법으로 형성되고, 광축의 배향방향이 서로 다르거나 두께가 서로 다르거나 선경사각이 서로 다른 λ/4 위상차판을 가지는 액정표시장치용 기판 및 그 제조방법을 제공한다.
위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, λ/4 위상차판을 절연기판의 일면에 코팅 방식으로 도포하면 위상차판의 안정적인 코팅 균일성을 확보하여 광균일성이 유지되는 효과가 있고, λ/4 위상차판에 일정한 형상을 형성하게 되면, 시야각을 향상시키고 컬러 필터를 사용하는 경우에 컬러의 분산의 불일치 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

액정표시장치용 기판 및 그 제조방법{liquid crystal display device substrate and manufacturing method of the same}
본 발명은 액정표시장치용 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 위상차판을 포함하는 액정표시장치용 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 어레이기판과 컬러필터기판을 일정 간격 이격하여 서로 마주보도록 배치하고, 두 기판 사이에 액정을 주입한 후, 두 기판상에 각각 형성된 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정 내부에 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현한다.
액정표시장치는 사용하는 광원에 따라 투과형(transmission type)과 반사형(reflection type)과 반투과형(transflection type)으로 나뉠 수 있다.
투과형 액정표시장치는 액정 패널의 뒷면에 부착된 배면 광원인 백라이트(backlight)로부터 나오는 인위적인 빛을 액정에 입사시켜 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절하여 색을 표시하는 형태이고, 반사형 액정표시장치는 외부의자연광이나 인조광을 반사시킴으로써 액정의 배열에 따라 빛의 투과율을 조절하는 형태이다.
반투과형 액정표시장치는 반사 모드와 투과 모드를 필요한 상황에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있는 장치이다. 반투과형 액정표시장치는 외부의 자연광이나 인조광이 충분한 경우에는 반사형 액정표시장치로서 동작하고, 외부의 자연광이나 인조광이 충분하지 못한 경우에는 투과형 액정표시장치로서 동작하게 된다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 도시한 개략 단면도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 상부의 컬러필터기판(20)과 액정층(30)과 하부의 어레이기판(10)으로 구성된다.
컬러필터기판(20)에는 상부 절연기판(21)의 하부에 컬러필터층(22)과 공통전극(24)이 형성되어 있고, 상부 절연기판(21)의 상부에 상부 위상차판(26)과 상부 편광판(28)이 형성되어 있다.
어레이기판(10)에는 하부 절연기판(11)의 하부에 하부 위상차판(14)과 하부 편광판(16)이 형성되어 있고, 어레이기판(10) 하부에는 배광장치(back light)(18)가 위치한다. 그리고, 하부 절연기판(11) 상부에는 화소 전극(12)이 형성되어 있다. 도시하지는 않았지만, 하부 절연기판(11)과 화소 전극(12) 사이에 스위칭 소자인 박막트랜지스터와 게이트 배선과 데이터 배선이 형성되어 있다.
화소 전극(12)은 액정표시장치가 반사형인 경우에는 반사율이 뛰어난 반사 전극으로 형성되고, 투과형인 경우에는 투과율이 뛰어난 투명 전극으로 형성된다. 그리고, 액정표시장치가 반투과형인 경우에는 반사부(미도시)에는 반사 전극이, 투과부(미도시)에는 투명 전극이 형성된다.
반사 전극은 저항이 작고 반사율이 뛰어난 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금(Al alloy)을 사용하고, 투명 전극은 투명 도전성 금속 물질인 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)나 인듐-진크-옥사이드(indium-zinc-oxide : IZO)를 사용한다.
반투과형 액정표시장치에서, 화소 영역(미도시)에는 투과부홀(미도시)이 형성되는데, 배면 장치(18)로부터 방출된 빛이 어레이기판(10)과 액정층(30)과 컬러필터기판(20)을 통과하여 나아가는 경우에 빛의 위상에 변화를 주어, 투과되는 빛의 휘도를 향상시키게 된다.
상부 편광판(26)과 하부 편광판(16)은, 빛이 두 편광판(16, 26)을 통과할 때 두 편광판(16, 26)의 투과축에 일치하는 빛의 성분만을 투과시킨다. 액정표시장치가, 오프(OFF) 상태에서 빛을 투과하는 노멀리 화이트(normally white) 모드에서는 두 편광판(16, 26)의 투과축은 수직하게 위치한다.
상부 위상차판(26)과 하부 위상차판(14)은, 두 위상차판(14, 26)을 통과하는 빛의 위상을 변화시켜 휘도를 향상시키는 기능을 한다. 두 위상차판(14, 26)은 λ/2 위상차판(half wave plate)이나 λ/4 위상차판(quater wave plate)으로 구성된 광대역 위상차판(wide band quater wave plate : wide band QWP)를 사용한다.
광대역 위상차판은 선편광을 원편광으로 원편광과 선편광 편광으로 변화 시킨다. 이때 변화 시키는 파장의 범위는 가시광선 전영역을 포함한다.
위상차판의 위상차는(Δn·d), Δn으로 표현되는 위상차판의 굴절률 이방성값과, d로 표현되는 위상차판의 두께의 곱한 값이다. 일반적으로 위상차판은, 그린(green) 컬러의 파장값인 550nm를 기준으로 설계된다.
상부 위상차판(26)이나 하부 위상차판(16)이, λ/2 위상차판과 λ/4 위상차판을 같이 사용하여, 이중의 위상차판을 형성하게 되면 액정표시장치의 휘도는 더욱 향상된다.
도 2는, 액정표시장치에 사용되는 위상차판(124)이 λ/4 위상차판과 λ/2 위상차판으로 구성된 것을 도시한 단면도이다.
기판(110) 상부에는 위상차판(124)과 편광판(125)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 위상차판(124)은 두 개의 위상차판, 즉 제 1 위상차판(121)과 제 2 위상차판(123)이 적층된 구조를 가지고 있다.
상기 제 1 위상차판(121)은 λ/4 위상차판으로, 제 2 위상차판은 λ/2 위상차판으로 형성된다. 그리고, 상기 두 위상차판(121, 123)은 각각, 일축(uniaxial) 방향의 광축을 가진다. 또한, 제 1 위상차판(121)과 제 2 위상차판(123)은 얇은 필름(film) 형태로 이루어진다.
도 3은 상기 적층된 제 1 위상차판과 제 2 위상차판과 편광판 각각의 광축(R1, R2, P) 방향을 도시하고 있다. 편광판(125)의 광축을 0°로 위치시킨 경우, 제 1 위상차판과 제 2 위상차판 각각의 광축(R1, R2)이 편광판의 광축(P)과의 이루는 각도는 각각 α1, α2이다. 바람직하게는, α1은 75°, α2는 15°의 값을 가진다.
제 1 위상차판과 제 2 위상차판과 편광판 각각의 광축(R1, R2, P) 방향이 도3에 도시한 바와 같은 위치하면, 통과하는 빛은 위상차가 바람직하게 보상되어 광학 특성이 향상된다.
위상차판을 기판에 적층하는 방법은, 필름 형태로 이루어진 두 위상차판(121, 123)과 편광판(125)을 접착하면서 적층하고 나서, 적층된 두 위상차판(121, 123)과 편광판(125)을 기판에 접착한다.
이하, 필름 형태로 이루어진 위상차판의 광축을 형성하는 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 상기 제 1 위상차판(121)과 제 2 위상차판(123)의 광축을 형성하는 방법을 도시한 사시도이다.
필름 형태로 이루어진 위상차판(121, 123)에 일축 방향의 광축을 형성하기 위해, 위상차판(121, 123) 필름에 양방향으로 연신력(130)을 가하는 연신 방법을 사용한다. 그와 같은 방법으로 위상차판(121, 123)에 일축 방향의 광축을 형성하게 된다.
위상차판(121, 123) 필름 전면에 기계적인 장력이 균일하게 가해지면, 일정한 방향으로 광축이 형성되고 위상차판(121, 123)의 광학 특성이 균일하게 된다.
그러나, 연신 방법을 사용하는 경우에, 위상차판(121, 123) 필름 전면에 장력이 균일하게 가해지지 않게 된다. 특히, 연신력(130)이 가해지지 않는 모서리 근방의 영역(A)에는 광축이 일방향으로 배열되지 못하게 된다. 따라서, A 영역으로 통과하는 빛에 대해서는 바람직한 위상차 변화가 발생되지 않게 되어, 액정표시장치에서 표현되는 화상에 얼룩이 생기게 된다.
그리고, 상기 연신 방법을 사용하게 되면, 위상차판(121. 123)의 광축 방향은 일방향으로 형성되기 때문에, 액정표시장치의 시야각은 좁게 된다.
또한, 필름 형태로 위상차판(121, 123)을 형성하게 되면, 위상차판(121, 123)의 두께는 전면에 일정하게 되어, 위상차판 전면의 위상차 변화 정도는 동일하게 된다. 따라서, 그린 컬러의 파장(550nm)을 기준으로 제작되는 위상차판에서, 다른 파장을 가지는 레드(Red), 블루(Blue) 컬러에 대해서는 바람직한 위상차의 변화는 일어나지 않게 되어 액정표시장치에서 표현되는 화상에 색차가 발생하게 된다.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은, 균일한 광축을 형성하고, 이로 인해 광특성의 균일성이 유지되도록 하며, 나아가 시야각을 향상시키고 컬러의 분산 특성 불일치를 개선하는 위상차판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 개략 단면도.
도 2는 액정표시장치용 기판의 일부를 도시한 단면도.
도 3은 제 1 위상차판과 제 2 위상차판과 편광판의 광축의 방향을 도시한 도표.
도 4는 필름 형태의 위상차판의 광축을 형성하는 방법을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 액정표시장치용 기판을 도시한 단면도.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 실시예에 따라, 제 1 위상차판을 코팅방법으로 형성하는 공정을 도시한 단면도 및 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라, 서로 다른 광축을 가지는 제 1 위상차판을 도시한 평면도.
도 8는 본 발명의 실시예에 따라, 서로 다른 선경사각을 가지는 제 1 위상차판을 도시한 단면도.
도 9은 본 발명의 실시예에 따라, 서로 다른 두께를 가지는 제 1 위상차판을도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210 : 절연기판 221 : 제 1 위상차판
223 : 제 2 위상차판 225 : 편광판
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 절연기판과; 절연기판 일면에 형성된 제 1 위상차판과; 상기 제 1 위상차판이 형성된 절연기판 일면의 타면에 형성된 제 2 위상차판과; 상기 제 2 위상차판 일면에 형성된 편광판을 포함하는 액정표시장치용기판을 제공한다.
여기서, 제 1 위상차판은 λ/4만큼 위상을 변화시키는 것을 특징으로 하고, 제 2 위상차판은 λ/2만큼 위상을 변화시키는 것을 특징으로 하고, 제 1 위상차판은 코팅 방식으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 제 1 위상차판 상에 영역을 나누어 일정 형태의 패턴을 형성하거나, 제 1 위상차판의 영역을 나누어 두께를 다르게 형성하거나, 제 1 위상차판의 영역을 나누어 선경사각을 다르게 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 절연기판을 준비하는 단계와; 절연기판 일면에 제 1 위상차판을 형성하는 단계와; 상기 제 1 위상차판이 형성된 절연기판 일면의 타면에 제 2 위상차판을 형성하는 단계와; 상기 제 2 위상차판 일면에 편광판을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용기판 제조방법을 제공한다.
여기서, 제 1 위상차판은 λ/4만큼 위상을 변화시키는 것을 특징으로 하고, 제 2 위상차판은 λ/2만큼 위상을 변화시키는 것을 특징으로 하고, 제 1 위상차판은 코팅 방식으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 제 1 위상차판의 상에 영역을 나누어 일정 형태의 패턴을 형성하거나, 제 1 위상차판의 영역을 나누어 두께를 다르게 형성하거나, 제 1 위상차판의 영역을 나누어 선경사각을 다르게 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 코팅 방법으로 형성된 위상차판을 가지는 액정표시장치용 기판(200)을 도시한 단면도이다. 액정표시장치용 기판(200)은 어레이기판 또는 컬러필터기판이다.
도시한 바와 같이, 기판(210) 하부에는 λ/4 위상차판인 제 1 위상차판(221)이 형성되어 있고, 기판(210) 상부에는 λ/2 위상차판인 제 2 위상차판(223)이 형성되어 있다. 그리고, 제 2 위상판(223) 상부에는 편광판(225)이 형성되어 있다.
기판(210)은 빛을 투과하기 위해, 투명한 유리기판을 사용한다. 그리고, 제 1 위상차판(221)은 λ/4 위상차판으로서 통과하는 빛의 위상을 λ/4만큼 변화시키고, 제 2 위상차판(221)은 λ/2 위상차판으로서 통과하는 빛의 위상을 λ/2만큼 변화시킨다.
제 1 위상차판(221)은 얇은 필름(film) 형태로 형성되지 않고, 폴리카보네이트(polycarbonate : PC)와 같은 물질을 도포하는 코팅 방식으로 형성된다. 제 2 위상차판(223)은 필름 형태로 형성된다.
편광판(225)은, 그것을 통과하는 빛에 대해, 편광판(225)의 투과축과 동일한 광축을 가지는 빛의 성분을 통과시키는 기능을 한다. 편광판은 필름 형태로 형성된다.
편광판(225)과 제 1 위상차판(221)과 제 2 위상차판(223)의 광축의 방향은 도 3에 도시한 것과 같은 방향을 가지고 있다.
그리고, 제 2 위상차판(223)과 기판(210) 사이에는 접착층(미도시)이 존재하는데, 접착층은 필름 형태로 이루어진 제 2 위상차판(223)과 기판(210)을 접착하는 역할을 한다. 뿐만 아니라, 제 2 위상차판(223)과 편광판(225) 사이에도 접착층(미도시)이 존재하여, 제 2 위상차판(223)과 편광판(225)을 접착하는 역할을 하게 된다.
전술한 바와 같이, 제 1 위상차판(221)은 위상차판에 사용되는 폴리카보네이트와 같은 물질을 기판(210) 상에 도포하여 형성된다.
이하, 액정표시장치용 기판(200)에 제 1 위상차판(221)을 형성하는 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 6a 내지 도 6c는 기판(200) 상에 제 1 위상차판(221)을 형성하는 공정을 도시하고 있다.
먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이, 제 1 위상차판(221)을 형성하기 위한 첫단계로 투명한 기판(210)을 준비한다.
연속하여, 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 기판(210) 상에 배향막(219)을 형성한다. 상기 배향막(219)은 유기절연물질 중 하나를 선택하여 사용한다. 유기절연물질로서 폴리이미드(polyimide : PI)를 사용할 수 있다. 상기 기판(210) 상에 형성된 배향막(219)은 러빙(rubbing) 공정을 거치게 된다.
배향막(219)에 러빙 공정을 거치게 되면, 배향막(219)은 배향 방향을 가지게 되고, 배향 방향에 따라서 그 위에 적층되는 제 1 위상차판(221)의 광축의 방향이나 선경사각이 결정된다.
연속하여, 제 1 위상차판(221)을 형성하기 위해 폴리카보네이트와 같은 위상판 형성물질을 상기 배향막(219) 상에 도포한다. 도 6c에 도시한 바와 같이, 위상차판 형성물질을 스핀(spin) 코팅 방식으로 배향막(219) 상부에 도포한다. 스핀 코팅 방식을 거치게 되면, 도 6d에 도시한 바와 같이, 제 1 위상차판(221)이 배향막(219) 상부에 적층된다.
연속하여, 제 1 위상판(221)을 오븐(oven) 내에서 열처리 과정을 한다. 열처리 과정은, 제 1 위상차판(221)의 수분을 제거하기 위해 행하여 진다.
연속하여, 열처리된 제 1 위상판(221)에 대해 경화 공정을 진행한다. 경화 공정으로는 자외선(Ultra-Violet : UV) 경화나 열(Thermal) 경화 공정이 사용된다. 경화 공정으로 제 1 위상판(221)의 내부 분자 배열은 고정되어, 일정한 광학적 특성을 가지게 된다.
위와 같은 과정을 거치게 되면, 기판(210) 상에 제 1 위상차판(221)이 형성된다.
전술한 바와 같이, 제 1 위상차판(221)은 코팅 방식으로 형성할 수 있기 때문에, 배향막의 배향 방향을 일정하게 형성하면, 필름 형태로 이루어진 위상차판에 연신력을 가하여 광축을 형성하는 경우에 비해, 균일한 광축을 형성할 수 있다. 뿐만 아니라, 제 1 위상차판의 배향 방향을 결정하는 배향막(219)의 배향 설계에 따라, 제 1 위상차판의 광학적 특성을 변화시킬 수 있다. 또한, 제 1 위상차판의 두께를 조절하여 광학적 특성을 변화시킬 수도 있다.
이하, 전술한 바와 같이, 제 1 위상차판(221)의 광학적 특성을 향상시키기 위한 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 4개의 영역(A, B, C, D)이 서로 다른 광축 방향(L1, L2, L3, L4)을 가지는 제 1 위상차판(221)을 도시하고 있다.
4개의 영역(A, B, C, D)에 서로 다른 광축 방향(L1, L2, L3, L4)을 가지는 제 1 위상차판(221)을 형성하기 위해서, 배향막(미도시)의 배향 방향을 4개의 영역(A, B, C, D)에 따라 서로 다르게 형성하여야 한다.
배향막의 배향 방향을 서로 다르게 형성하기 위해, 접촉식 배향 방법인에칭(etching) 배향 방법과, 비접촉식 배향 방법인 이온빔(ion beam) 배향 방법이나 광 배향 방법이 사용된다.
먼저, 에칭 배향 방법을 사용하여 4개의 광축 방향(L1, L2, L3, L4)을 가지는 제 1 위상차판(221)을 형성하는 과정에 대해서 설명한다.
기판(미도시) 상에 배향막을 도포하고 러빙 공정을 진행하여, L1 방향으로 배향하고 A영역 이외의 영역(B, C, D)의 배향막은 에칭 공정으로 제거한다.
연속하여, 배향막을 다시 도포하고 러빙 공정을 진행하여, L2 방향으로 배향하고 B영역 이외의 영역(A, C, D)의 배향막은 에칭 공정으로 제거한다.
연속하여, 배향막을 다시 도포하고 러빙 공정을 진행하여, L3 방향으로 배향하고 C영역 이외의 영역(A, B, D)의 배향막은 에칭 공정으로 제거한다.
연속하여, 배향막을 다시 도포하고 러빙 공정을 진행하여, L4 방향으로 배향하고 D영역 이외의 영역(A, B, C)의 배향막은 에칭 공정으로 제거한다.
위와 같은 공정을 거치게 되면, 기판 상에 형성된 배향막은 4개의 영역(A, B, C, D)에 서로 다른 배향 방향을 가지게 된다. 따라서, 제 1 위상차판(221)을 배향막 상에 형성하게 되면, 서로 다른 4개의 광축 방향(L1, L2, L3, L4)을 가지게 된다.
광 배향이나 이온빔 배향은, 배향막 상의 4개의 영역(A, B, C, D)에 방향을 서로 다르게 하여 광 또는 이온빔을 조사한다. 따라서, 4개의 영역(A, B, C, D)에는 서로 다른 배향 방향을 가지게 되고, 제 1 위상차판(221)은 서로 다른 4개의 광축 방향(L1, L2, L3, L4)을 가지게 된다. 여기서 광 배향은 자외선을 사용한다.
서로 다른 광축 방향(L1, L2, L3, L4)을 가지는 제 1 위상차판(221)은, 각 영역(A, B, C, D) 마다 시야각 특성이 좋은 방향이 있고, 그 외의 방향에서는 시야각 특성이 좋지 않지만, 각 영역을 조합하면 보상 특성에 의해, 다양한 방향에 대해 시야각 특성이 좋아지게 되어, 시야각이 넓어지고 그 특성이 향상되는 효과가 있다.
한편, 제 1 위상차판(221)의 광축 방향은, 전술한 바와 같은 배향 방법으로, 2개, 6개, 8개 등 액정표시장치의 광학 특성에 따라, 허용되는 범위내에서 서로 다른 방향으로 형성될 수 있다.
도 8은, 제 1 위상차판(221)의 광축 방향과 제 1 위상차판(221)의 하부면이 이루는 선경사각(pretilt)(θ1, θ2)이 2개의 영역(E, F)에 서로 다르게 형성된 제 1 위상차판(221)을 도시하고 있다.
2개의 영역(E, F)에 서로 다른 2개의 선경사각(θ1, θ2)을 가지는 제 1 위상차판(221)을 형성하기 위해, 배향막(미도시)의 선경사각을 2개의 영역(E, F)에 서로 다르게 형성한다.
배향막의 선경사각을 서로 다르게 형성하기 위해, 비접촉식 배향 방법인 이온빔(ion beam) 배향 방법이나 광 배향 방법이 사용된다.
기판 위에 형성된 배향막 상의 2개의 영역(E, F)에 서로 다른 광 또는 이온빔을 조사한다. 따라서, 2개의 영역(E, F)에는 서로 다른 선경사각(θ1, θ2)이 형성되고, 제 1 위상차판(221)은 서로 다른 2개의 선경사각(θ1, θ2)을 가지게 된다. 여기서, 광 배향은 자외선을 사용한다.
선경사각(θ1, θ2)이 서로 다른 2개의 영역(E, F)은 서로 다른 위상차(Δn·d)를 가진다.
제 1 위상차판(221)은 그린 컬러의 파장(λ=550㎚)을 기준으로 설계되기 때문에, 레드(Red)나 블루(Blue) 컬러에 대해서는 바람직한 위상차의 변화가 발생하지 못하는데, 위와 같이 제 1 위상차판(221)의 영역에 따라 선경사각을 다르게 하면, 제 1 위상차판(221)의 굴절률 이방성(Δn)이 달라지게 되어, 레드나 블루 컬러에 대해서도 위상차(Δn·d)를 바람직하게 보상할 수 있게 된다. 따라서, 액정표시장치에서 발생하는 컬러의 분산 특성 불일치를 개선할 수 있다.
한편, 제 1 위상차판(221)의 선경사각은, 전술한 바와 같은 배향 방법으로, 3개, 4개, 5개 등 액정표시장치의 광학 특성에 따라, 허용되는 범위내에서 서로 다르게 형성될 수 있다.
도 9는 2개의 영역(G, H)이 서로 다른 두께(d1, d2)를 가지는 제 1 위상차판(221)을 도시하고 있다.
G 영역의 제 1 위상차판의 두께(d1)은 H 영역의 제 1 위상차판의 두께(d2)보다 두껍게 형성되어 있다. 제 1 위상차판의 두께(d1, d2)를 다르게 형성하기 위해서, 에칭 방법을 사용하게 된다.
먼저, 기판 상에 배향막을 도포하고 러빙 공정을 진행하여 배향한 후에, 제 1 위상차판(221)을 d1의 두께로 형성한다. 연속하여, H 영역이 d2의 두께를 가지도록 에칭을 한다.
위와 같은 공정을 거치게 되면, 서로 다른 두께(d1, d2)를 가지는 제 1 위상차판(221)이 형성된다.
두께(d1, d2)가 서로 다른 2개의 영역(G, H)은 서로 다른 위상차(Δn·d)를 가진다.
전술한 바와 같이, 제 1 위상차판(221)은 그린 컬러의 파장(λ=550㎚)을 기준으로 설계되기 때문에, 레드(Red)나 블루(Blue) 컬러에 대해서는 바람직한 위상차의 변화가 발생하지 못하는데, 위와 같이 제 1 위상차판(221)의 두께를 다르게 하면, 레드나 블루 컬러에 대해서도 위상차(Δn·d)를 바람직하게 보상 할 수 있다. 따라서, 액정표시장치에서 발생하는 컬러 분산 특성의 불일치를 개선할 수 있다.
한편, 제 1 위상차판(221)의 두께는, 전술한 바와 같은 배향 방법으로, 3개, 4개, 5개 등 액정표시장치의 광학 특성에 따라, 허용되는 범위내에서 서로 다르게 형성될 수 있다.
위에서 살펴본 바와 같이, 위상차판을 코팅방식으로 형성하는 경우에, 위상차판의 광축 방향, 선경사각, 두께를 영역을 나누어 다르게 형성하게 되면, 광학 특성은 향상된다. 특히, 광축 방향, 선경사각, 두께가 다르게 형성된 영역들은 위상차판 전영역을 n 개로 나누었을 때, n 개 각각의 영역에 해당된다. n은 액정표시장치의 화소의 개수 이상의 값을 가질 수 있으며, 액정표시장치의 광학 특성이 허용되는 범위내에서 n은 정의된다.
위에서 살펴본 바와 같이, λ/4 위상차판을 기판 상에 코팅 방식으로 도포함으로써 위상차판의 안정적인 코팅 균일성을 확보하여 광균일성이 유지되는 효과가 있고, λ/4 위상차판 형성시 광축의 방향을 다르게 형성하거나 선경사각을 다르게 형성하거나 두께를 다르게 형성함으로써 시야각을 향상시키고 컬러의 분산 불일치 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 기판 제 1 면에 형성되 배향막과;
    상기 배향막 바깥면에 도포된 제 1 위상차판과;
    상기 기판의 제 2 면에 형성되고, 필름 형태를 가지는 제 2 위상차판과;
    상기 제 2 위상차판의 바깥면에 형성된 편광판
    을 포함하는 액정표시장치용 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차판은, 상기 제 1 위상차판을 통과하는 빛의 위상을 λ/4 만큼 지연시키는 λ/4 위상차판인 액정표시장치용 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 위상차판은, 상기 제 2 위상차판을 통과하는 빛의 위상을 λ/2 만큼 지연시키는 λ/2 위상차판인 액정표시장치용 기판.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차판은 n 개의 영역으로 나뉘어 지며, 상기 n 개의 영역 각각은 광축 방향이 서로 다른 m 개의 영역으로 나뉘어지는 액정표시장치용 기판.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차판은 n 개의 영역으로 나뉘어 지며, 상기 n 개의 영역 각각은 두께가 서로 다른 m 개의 영역으로 나뉘어지는 액정표시장치용 기판.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차판은 n 개의 영역으로 나뉘어 지며, 상기 n 개의 영역 각각은 선경사각이 서로 다른 m 개의 영역으로 나뉘어지는 액정표시장치용 기판.
  7. 기판 제 1 면에 배향막을 형성하는 단계와;
    상기 배향막 상에 제 1 위상차판을 도포하는 단계와;
    제 2 위상차판과 편광판을 부착하는 단계와;
    상기 기판 제 2 면에 상기 제 2 위상차판을 부착하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차판은, 상기 제 1 위상차판을 통과하는 빛의 위상을 λ/4 만큼 지연시키는 λ/4 위상차판인 액정표시장치용 기판 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 위상차판은, 상기 제 2 위상차판을 통과하는 빛의 위상을 λ/2 만큼 지연시키는 λ/2 위상차판인 액정표시장치용 기판 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 배향막은 n 개 영역으로 나뉘어 지고, 상기 n 개 영역 각각은 배열 방향이 서로 다른 m 개 영역(D1, D2, …, D(m-1), D(m))으로 나뉘어지는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 배열 방향이 서로 다른 m 개 영역(D1, D2, …, D(m-1), D(m))은,
    상기 기판 제 1 면에 제 1 배향막을 도포하고 상기 제 1 배향막을 상기 D1영역 배향 방향으로 배향하고 상기 D1 영역을 제외한 영역의 상기 제 1 배향막을 제거하는 제 1 단계와, 상기 D1 영역을 제외한 영역의 상기 제 1 배향막을 제거한 기판 상에 제 2 배향막을 형성하고 상기 제 2 배향막을 상기 D2 영역 배향 방향으로 배향하고 상기 D2 영역을 제외한 영역의 상기 제 2 배향막을 제거하는 제 2 단계와, …, 상기 D(m-1) 영역을 제외한 영역의 상기 제 m-1 배향막을 제거한 기판 상에 제 m 배향막을 형성하고 상기 제 m 배향막을 상기 D(m) 영역 배향 방향으로 배향하고 상기 D(m) 영역을 제외한 영역의 상기 제 m 배향막을 제거하는 제 m 단계로 이루어지는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 m 배향막은 에칭 공정으로 제거되는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 배열 방향이 서로 다른 m 개 영역(D1, D2, …, D(m-1), D(m))은,
    상기 m 개 영역 각각에 대응하여 서로 다른 방향으로 이온빔을 조사하는 공정으로 이루어진 액정표시장치용 기판 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 배열 방향이 서로 다른 m 개 영역(D1, D2, …, D(m-1), D(m))은,
    상기 m 개 영역 각각에 대응하여 서로 다른 방향으로 자외선을 조사하는 공정으로 이루어진 액정표시장치용 기판 제조방법.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 배향막은 n 개 영역으로 나뉘어 지고, 상기 n 개 영역 각각은 선경사각이 서로 다른 m 개 영역(D1, D2, …, D(m-1), D(m))으로 나뉘어지는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 선경사각이 서로 다른 m 개 영역(D1, D2, …, D(m-1), D(m))은,
    상기 m 개 영역 각각에 대응하여 서로 다른 강도로 이온빔을 조사하는 공정으로 이루어진 액정표시장치용 기판 제조방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 선경사각이 서로 다른 m 개 영역(D1, D2, …, D(m-1), D(m))은,
    상기 m 개 영역 각각에 대응하여 서로 다른 강도로 자외선을 조사하는 공정으로 이루어진 액정표시장치용 기판 제조방법.
  18. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차판은 n 개 영역으로 나뉘어 지고, 상기 n 개 영역 각각은 두께가 서로 다른 m 개 영역(D1, D2, …, D(m-1), D(m))으로 나뉘어지는 액정표시장치용 기판 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 두께가 서로 다른 m 개 영역(D1, D2, …, D(m-1), D(m))은 에칭 공정으로 이루어지는 액정표시장치용 기판 제조방법.
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