KR20060089402A

KR20060089402A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20060089402A
Application number: KR1020050010430A
Authority: KR
Inventors: 박소연; 반병섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-09

Abstract

광보상 복굴절(OCB) 모드를 갖는 액정표시장치에서 벤드 배향 안정성을 향상하기 위한 액정표시장치가 개시된다. 제1 배향막 및 제2 배향막 각각은 서로 다른 기판에 서로 다른 방향으로 러빙된다. 액정층은 제1 및 제2 배향막 각각에 근접해서는 서로 패러럴한 액정분자들과, 제1 배향막과 제2 배향막의 중앙 영역에 대응해서는 거울 대칭되는 액정분자들을 갖는다. 제1 광학 보상 필름 및 제2 광학 보상 필름 각각은 디스코틱 액정분자들을 갖는다. 여기서, 제1 광학 보상 필름의 디스코틱 액정분자들의 평균적인 굴절률 Z-축과 제2 광학 보상 필름의 디스코틱 액정분자들의 평균적인 굴절률 Z-축은 액정층에 가까워질수록 서로 다른 방향으로 변화한다. 이에 따라, OCB 모드의 액정표시장치에서 반대 방향으로 러빙된 액정셀과 반대 방향으로 러빙된 보상 필름을 구비하므로써, OCB 액정셀의 벤드 배향 안정성을 향상시킬 수 있다.

액정, 벤드 배향, OCB, 러빙, 보상, 광시야각

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 일반적인 OCB 셀을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 OCB 액정층과 광시야각 보상판의 구조를 설명하는 단면도이다.

도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 네마틱 액정분자와 디스코틱 액정분자의 결합에 의해 광의 진행 방향에 대한 위상지연이 보상되는 것을 설명하는 개념도들이다.

도 4는 도 2에 도시된 광시야각 보상판의 부분 절개 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 설명하는 개략도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 설명하는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 액정패널 110， 250 : OCB 액정층

210， 300 : 어레이 기판 220， 240 : 배향막

230， 400 : 컬러필터 기판 280， 290 ： 위상차 필름

285 ： 편광판 295 ： 검광판

510 ： 하부 광학 필름류 520 ： 상부 광학 필름류

120, 130， 260， 270 : 광시야각 보상판

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광보상 복굴절(Optically Compensated Birefringence, 이하 OCB) 모드를 갖는 액정표시장치에서 벤드 배향 안정성을 향상하기 위한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치에는 액정셀의 상부 및 하부기판의 러빙(rubbing) 방향으로 90도를 갖는 TN(Twisted Nematic)이 네마틱 액정 배향용으로 통상적으로 사용된다.

하지만, 러빙 처리가 상부 및 하부기판에 대하여 서로 반대이면서 패러럴 방향으로 행해지고, 네마틱 액정이 2개의 기판들 사이에 게재된 ECB(Electrically Controlled Birefringence)와, 러빙 처리가 동일한 방향으로 행해지는 배향(스플레이 배향)과 같은 다른 방법들 또한 통상적으로 사용되고 있다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 상부 및 하부기판(10, 20)에 대하여 동일한 방향으로 러빙된 스플레이 배향에 전압이 인가되어서 특히, 벤드(bend) 방향으로 배향 변화를 발생시켜 반응 속도를 향상시키는 파이(π)셀 방법이 1983에 보스(Bos) 등에 의해 보고되었다. 이러한 벤드 배향 셀에 대한 위상 보상을 행함으로써, 시야각의 특성을 향상하기 위한 연구가 OCB 셀이라는 명칭으로 1992에 우찌다(Uchida) 등에 의해 보고되었다.

한편, 일반적으로 OCB 모드는 노멀리 화이트 모드로 구동이 된다. 액정패널 에 전압이 인가되지 않은 경우에 OCB 모드 패널의 액정은 스플레이(splay) 상태로 존재하게 되며, 이 때에는 디스플레이로서 전혀 동작할 수 없다.

상기 OCB 모드를 갖고서 패러럴하게 러빙된 액정 패널에 20 내지 30V 정도의 고전압을 인가해 주면 액정은 스플레이 상태에서 벤드 상태로 전이한다. 상기 벤드 상태에서 비로소 OCB 모드는 작동하게 된다는 것은 알려진 사실이다.

일반적인 구조의 OCB 모드 패널 구동시에는 구동전압을 스플레이 상태에서 벤드 상태로 전이가 발생되는 전압 이상으로 항상 유지해야 한다. 왜냐하면, 블랙 상태에서 화이트 상태로 전압을 낮추게 되면 일정 전압 이하에서는 다시 벤드 상태에서 스플레이 상태로 재전이가 일어나기 때문이다.

상기 OCB 모드에서 벤드 상태(Bend state)로부터 전압을 서서히 낮추어 가면 스플레이 상태(Splay state)로 전이가 일어나게 된다.

상기 OCB 모드의 벤드 배향 유지는 구동에 있어서 필수 사항이기 때문에 블랙 및 화이트의 구동 전압 마진이 중요하다. 하지만, 화이트 휘도가 최고점에 달했을 때의 전압은 벤드 배향이 스플레이 배향으로 전이되는 전압과 동일하므로 일반적으로 액정패널의 콘트라스트 비율을 충분히 확보하기 위한 화이트 구동전압 마진이 좁다는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 OCB 모드의 액정표시장치에서 벤드 배향의 안정성을 향상시키기 위한 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 액정표시장치는 하부 기판, 제1 배향막, 상부 기판, 제2 배향막, 액정층, 제1 광학 보상 필름 및 제2 광학 보상 필름을 포함한다. 상기 제1 배향막은 상기 하부 기판에 형성되고, 제1 방향으로 러빙된다. 상기 제2 배향막은 상기 하부 기판에 대향하는 상부 기판에 형성되고, 제2 방향으로 러빙된다. 상기 액정층은 상기 제1 배향막과 제2 배향막간에 형성되되, 상기 제1 및 제2 배향막 각각에 근접해서는 서로 패러럴한 액정분자들과, 상기 제1 배향막과 제2 배향막의 중앙 영역에 대응해서는 거울 대칭되는 액정분자들을 갖는다. 상기 제1 광학 보상 필름은 상기 상부 기판 위에 배치되는 디스코틱 액정분자들을 갖는다. 상기 제2 광학 보상 필름은 상기 하부 기판 아래에 배치되는 디스코틱 액정분자들을 갖는다. 여기서, 상기 제1 광학 보상 필름의 디스코틱 액정분자들의 평균적인 굴절률 Z-축과 상기 제2 광학 보상 필름의 디스코틱 액정분자들의 평균적인 굴절률 Z-축은 상기 액정층에 가까워질수록 서로 다른 방향으로 변화한다.

이러한 액정표시장치에 의하면, OCB 모드의 액정표시장치에서 반대 방향으로 러빙된 액정셀과 반대 방향으로 러빙된 보상 필름을 구비하므로써, OCB 액정셀의 벤드 배향 안정성을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 OCB 액정층과 광시야각 보상판의 구조를 설명하는 단 면도이다. 특히, OCB 모드의 액정층과 광시야각 보상판의 디스코틱 액정층이 상호 결합된 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정패널(100)의 OCB 액정층(110)의 상부와 하부에는 광의 위상차를 보상하기 위해서 제1 및 제2 광시야각 보상판(120, 130)이 각각 배치된다. 상기 제1 및 제2 광시야각 보상판(120, 130)은 다층의 필름으로 구성되지만, 설명의 편의를 위해 액정층만을 도시한다.

상기 OCB 액정층(110)의 하부에 대응하는 네마틱 액정분자와 상부에 대응하는 네마틱 액정분자는 상기 OCB 액정층(110)의 상부와 하부에서 일정한 선경사 각(Pre-tilt angle)을 형성하고 방향은 서로 반대이다. 상기 OCB 액정층(110)의 중심부에 대응하는 네마틱 액정분자는 가상의 중심선을 기준으로 거울 대칭되면서, 상기 제1 및 제2 광시야각 보상판(120, 130)을 기준으로 실질적으로 수직으로 배향된다.

상기 OCB 액정층(110)의 하부에는 상기 디스코틱 액정분자(122)를 포함하는 상기 제1 광시야각 보상판(120)이 배치되고, 상기 OCB 액정층(110)의 상부에는 상기 디스코틱 액정분자(132)를 포함하는 상기 제2 광시야각 보상판(130)이 배치된다.

따라서, 상기 OCB 액정층(110)에 형성된 최하부 네마틱 액정분자(112)와 상기 제1 광시야각 보상판(120)에 형성된 디스코틱 액정분자(122)는 도 3a에 도시된 바와 같이 배열된다. 또한, 상기 OCB 액정층(110)에 형성된 최상부 네마틱 액정분자(114)와 상기 제2 광시야각 보상판(130)에 형성된 디스코틱 액정분자(132)는 도 3b에 도시된 바와 같이 배열된다.

도 3a를 참조하면, 디스코틱 액정분자(122)의 법선 벡터(

) 방향과 최하부 네마틱 액정분자(112)의 방향자 벡터(

) 방향이 패러럴한 경우 광의 진행 방향에 대한 위상지연이 보상된다. 통상적으로, 네마틱 액정은 양성 단축매질(positive uniaxial)로서 이상 굴절률(extraordinary refractive index)이 정상 굴절률(ordinary refractive index)보다 크고, 디스코틱 액정은 음성 단축매질(negative uniaxial)로서 상기 이상 굴절률이 상기 정상 굴절률보다 작다.

따라서, 광의 진행에 따라 상기 디스코틱 액정분자(122)에서는 이상축 방향인 z-축 방향, 즉 상기 디스코틱 액정분자(201)의 법선 벡터(

) 방향의 굴절률(n_z)이 가장 작지만, 상기 최하부 네마틱 액정분자(112)에서는 이상축(extraordinary axis) 방향인 z-축 방향, 즉 상기 최하부 네마틱 액정분자(112)의 방향자 벡터(

) 방향의 굴절률(n_z)이 가장 커져서 서로가 조합되면, 상기 디스코틱 액정분자(122)에서 발생한 광의 위상지연이 상기 최하부 네마틱 액정분자(112)에서 보상된다.

도 3b를 참조하면, 최상부 네마틱 액정분자(114)의 방향자 벡터(

) 방향과 디스코틱 액정분자(132)의 법선 벡터(

) 방향이 패러럴한 경우 광의 진행 방향에 대한 위상지연이 보상된다.

즉, 광의 진행에 따라 상기 최상부 네마틱 액정분자(114)에서는 이상축 방향인 z-축 방향, 즉 상기 최상부 네마틱 액정분자(114)의 방향자 벡터(

) 방향의 굴절률(n_z)이 가장 크지만, 상기 디스코틱 액정분자(132)에서는 이상축 방향인 z-축 방향, 즉 상기 디스코틱 액정분자(132)의 법선 벡터(

) 방향의 굴절률(n_z)이 가장 작아서 서로가 조합되면, 상기 최상부 네마틱 액정분자(114)에서 발생한 광의 위상지연이 상기 디스코틱 액정분자(132)에서 보상된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 상기 OCB 액정층(110)과 상기 제1 및 제2 광시야각 보상판(120, 130)의 경계면을 중심으로 서로 마주보는 층에서의 액정 배열은 네마틱 액정분자의 방향자 벡터(

) 방향과 디스코틱 액정분자의 법선 벡터(

) 방향이 나란하게 배열되도록 하여 위상지연을 보상함으로써 광시야각을 구현할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 광시야각 보상판(120)은 트리아세틸 셀룰로오스 (Triacetyl cellulous, TAC)를 포함하는 제1 보호필름(122), 폴리비닐 알콜(Poly Vinyl Alcohol, PVA)을 포함하는 편광필름(124), 상기 트리아세틸 셀룰로오스를 포함하는 제2 보호필름(126), 및 상기 제2 보호필름(126) 상부에 형성된 디스코틱 액정층(128)을 포함한다.

상기 디스코틱 액정층(128)에는 디스코틱 액정분자(121)가 경사각 θ를 가지고 배열된다. 상기 제2 보호필름(126)에 최근접한 상기 디스코틱 액정분자(121)의 경사각은 θ1이고, 상기 점착층(ADH1)에 최근접한 상기 디스코틱 액정분자(121)의 경사각은 θ2이며, 상기 디스코틱 액정층(128)에서의 상기 디스코틱 액정분자(121) 전체의 경사각 평균값은 β이다. 도면상에서 ADH1은 점착층이고, GLS1은 유리기판이다.

상기 제1 보호필름(122)과 제2 보호필름(126)은 상기 편광필름(124)을 각각 상부와 하부에서 밀착하여 보호하고 상기 편광필름(124)을 지지한다. 상기 폴리비닐 알콜(PVA)을 포함하는 상기 편광필름(124)은 광을 편광시켜 출사한다. 상기 편광필름(124)은 상기 폴리비닐 알콜 재질의 필름을 한쪽 방향으로 늘린 후, 요오드(I)나 이색성 염료를 흡착하여 제작된다. 이때 연장축 방향이 상기 편광필름(124)의 흡수축이다.

상기 디스코틱 액정층(128)은 상기 디스코틱 액정분자(121)와 상기 디스코틱 액정분자(121)를 방위각 방향으로 꼬이게(twist)하기 위한 도펀트(dopant)가 포함된 액상의 솔벤트를 상기 제2 보호필름(126)에 도포하고 열을 가하여 기화시킨다. 상기 액상의 솔벤트를 제2 보호필름(126)에 도포하는 방법으로는 스핀코팅 방법이 적절하다. 또한 가열온도는 대략 130℃가 적절하다.

이후 러빙(Rubbing)에 의해 상기 디스코틱 액정분자(121)를 틸트(tilt)시키고, 자외선을 조사하여 상기 디스코틱 액정분자(121)들을 상호 링크시킴으로써 상기 광시야각 보상판(120)이 형성된다.

도 4에서는 디스코틱 액정층(128)의 두께가 다른 필름에 비해 매우 크게 도시되었으나 이는 상기 디스코틱 액정분자(121)들을 표시하기 위함이고, 상기 디스코틱 액정층(128)의 실제 두께는 다른 필름에 비해 매우 작다.

실제로 상기 디스코틱 액정층(128)의 두께는 대략 1.950㎛이고, 상기 제1 보호필름(122)의 두께는 대략 80㎛이며, 상기 편광필름(124)의 두께는 대략 25㎛이고, 상기 제2 보호필름(126)의 두께는 대략 110㎛이다. 또, 상기 편광필름(124)의 리타데이션(R_th)은 대략 156㎚ 이고, 상기 θ1은 대략 11°이며, 상기 θ2는 대략 66°이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 어레이 기판(210), 제1 배향막(220), 컬러필터 기판(230), 제2 배향막(240), 액정층(250), 제1 광시야각 보상판(260), 제2 광시야각 보상판(270), 제1 위상차 필름(biaxial film)(280), 편광판(285), 제2 위상차 필름(290) 및 검광판(295)을 포함한다.

상기 제1 배향막(220)은 상기 어레이 기판(210)에 형성되고, 제1 방향으로 러빙된다.

상기 제2 배향막(240)은 상기 어레이 기판(210)에 대향하는 상기 컬러필터 기판(230)에 형성되고, 제2 방향으로 러빙된다.

상기 액정층(250)은 상기 제1 배향막(220)과 제2 배향막(230)간에 형성되되, 상기 제1 및 제2 배향막(220, 230) 각각에 근접해서는 서로 패러럴한 액정분자들과, 상기 제1 배향막(220)과 제2 배향막(230)의 중앙 영역에 대응해서는 거울 대칭되는 액정분자들을 갖는다. 상기 제1 배향막(220)에 대응하는 액정층(250)의 액정분자의 초기경사각(선경사각)(pretilt angle)과 상기 제2 배향막(230)에 대응하는 액정층(250)의 액정분자의 초기경사각은 동일하다.

상기 제1 광시야각 보상판(260)은 상기 어레이 기판(210) 아래에 배치되어, 상기 제2 광시야각 보상판(270)은 상기 컬러필터 기판(230) 위에 배치된다. 상기 제1 및 제2 광시야각 보상판(260, 270)은 도 4에서 설명하였으므로 그 설명은 생략한다.

상기 제1 위상차 필름(280)은 상기 제1 광시야각 보상판(260) 아래에 배치되고, 상기 편광판(285)은 상기 제1 위상차 필름(280) 아래에 배치된다. 상기 편광판(285)은 아래에서 제공되는 비편광된 광을 일정 방향으로 편광시켜 제1 위상차 필름(280)에 제공한다. 상기 제1 위상차 필름(280)은 상기 편광된 광의 위상을 지연시켜 상기 제1 광시야각 보상판(260)에 제공한다.

상기 제1 위상차 필름(280)은 양의 2축 배향성을 갖는다. 상기 양의 2축 배향성이란, 면내의 2축 방향으로 굴절률의 이방성을 나타내고, 그 2축 방향의 굴절률이 모두 두께 방향의 굴절률보다 큰 것을 말한다.

구체적으로는, 층 면내에서의 최대 굴절률 방향을 x 축, 그와 직교하는 면내 축을 y 축, 두께 방향을 z 축으로 하고, 각각의 축 방향에서의 굴절률을 nx, ny 및 nz 로 했을 때, nx≥ny＞nz 가 되는 것을 의미한다. 다시말해, 배향 상태를 나타내는 데에 이용하는 Nz 계수=(nx-nz)/(nx-ny)가 1 보다 큰 것이 된다.

상기 양의 2축 배향성을 갖는 상기 제1 위상차 필름(280)의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 또, 단층이어도 되고, 2 층 이상의 적층체로 이루어지는 것이어도 된다. 적층할 때에는 동종 위상차 필름을 적층해도 되고, 이종 위상차 필름을 적층해도 된다. 상기 제1 위상차 필름(280)의 예로는 폴리카보네이트계 수지, 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 노르보르넨계 수지를 비롯한 환상 폴리올레핀계 수지 등의 합성 고분자나, 2 아세트산셀룰로오스, 3 아세트산셀룰로오스 등의 천연 고분자로 이루어지는 필름을 1축 또는 2축으로 연신시킨 것, 또한, 투명 고분자 필름 상에 광학 이방성이 있는 화합물 또는 액정 조성물로 이루어지는 층을 배향시킨 것 등을 들 수 있다.

상기 제2 위상차 필름(290)은 상기 제2 광시야각 보상판(290) 위에 배치되고, 상기 검광판(295)은 상기 제2 위상차 필름(290) 위에 배치된다. 상기 제2 위상차 필름(290)은 제2 광시야각 보상판(270)을 경유하여 제공되는 광의 위상을 지연시켜 상기 검광판(295)에 제공한다. 상기 검광판(295)은 상기 지연된 광중 일정 광축에 만족하는 광만을 통과시킨다. 상기 검광판(295)의 광축과 상기 편광판(285)의 광축은 평면에서 관찰할 때 서로 직교한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 패러럴하게 러빙된 파이-셀(pi-cell) 구조를 탈피하여 OCB 모드의 구현을 안티-패러럴 러빙을 함으로써, 미리 트위스트 구조의 액 정층을 형성한다. 따라서, 구동 초기에 20~30V의 고전압을 인가할 필요가 없이 저전압에서도 미리 벤드 상태를 유지할 수 있다. 또한, 상기한 벤드 배향으로 전체 액정셀이 전이되는 데에 소요되는 시간을 제거하고, 벤드 배향의 안정화로 화이트 전압의 공정 마진을 확보하며, 추가 도메인없는 구조를 형성하여 화이트 휘도 및 콘트라스트 비율을 극대화할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널과 상기 액정패널의 하부에서 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(미도시)를 포함한다.

상기 액정패널은 어레이 기판(300), 컬러필터 기판(400), 상기 어레이 기판(300)과 컬러필터 기판(400) 사이에 개재된 OCB 액정층(110), 상기 어레이 기판(300) 아래에 배치된 하부 광학 필름류(510), 상기 컬러필터 기판 위에 배치된 상부 광학 필름류(520)를 포함한다.

상기 어레이 기판(300)은 제1 유리기판(GLS1), 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT ; 302), 투명전극(304), 유기 절연막(306), 반사전극(308), 게이트 구동회로(310), 데이터 구동회로(미도시) 및 연결배선(312)을 포함한다.

상기 어레이 기판(300)은 표시영역(DR)과 주변영역(PR)으로 나뉘어진다. 상기 표시영역(DR)에는 상기 박막 트랜지스터(302), 투명전극(304), 유기 절연막(306), 및 반사전극(308)이 위치하며, 상기 주변영역(PR)에는 상기 게이트 구동회로(310), 데이터 구동회로(미도시)가 위치한다.

상기 제1 유리기판(GLS1) 위에는 상기 박막 트랜지스터(302)가 매트릭스 형 태로 복수개 형성된다. 또한 상기 박막 트랜지스터(302)와 제1 유리기판(GLS1)의 일부에 투명전극(화소전극, 304)이 형성되어 상기 박막 트랜지스터(302)와 제1 유리기판(GLS 1)은 전기적으로 서로 연결된다.

상기 박막 트랜지스터(302)와 투명전극(304)의 연결부위 상부에는 상기 유기 절연막(306)이 형성된다. 상기 유기 절연막(306)은 전체적으로 도포된 후, 식각되어 상기 투명전극(304)의 일부는 노출된다.

상기 유기 절연막(306)의 상부 표면에는 다수의 요철이 형성되고, 상부와 측부에는 균일한 두께로 상기 반사전극(308)이 형성된다. 따라서 상기 반사전극(308)의 표면에도 상기 유기 절연막(306)의 요철에 의해서 요철이 형성된다.

이러한 요철은 상기 반사전극(308)의 반사 효율을 증대시키기 위함이다. 상기 반사전극(308)은 반사율이 뛰어난 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 크롬(Cr)을 포함하며, 상기 액정패널 하부에 위치한 상기 백라이트 어셈블리로부터 광의 공급이 없는 경우에도, 상기 액정패널 상부에서 입사한 광을 반사시켜 영상을 디스플레이한다.

상기 어레이 기판(300)의 주변영역(PR)에는 상기 게이트 구동회로(310)와 연결 배선(312)이 형성되어 있으며, 상기 연결배선(312)을 통해서 상기 게이트 구동회로(310)는 상기 표시영역(DR)에 위치한 상기 박막 트랜지스터(302)의 게이트 전극에 전기적으로 연결된다.

상기 박막 트랜지스터(302)는 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 포함한다. 상기 게이트 전극은 상술한 바와 같이 상기 연결배선(312)과 전기적으로 연결되고, 상기 드레인 전극은 상기 투명전극(304)에 전기적으로 연결되며, 상기 소스 전극은 상기 데이터 구동회로와 전기적으로 연결된다.

상기 어레이 기판(300) 하부에는 순차적으로 제1 광시야각 보상판(512), 제1 위상차 필름(514) 및 편광판(516)이 배치된다. 상기 제1 광시야각 보상판(512)은 도 4에서 설명한 바와 같이, 제1 보호필름(122), 편광필름(124), 제2 보호필름(126) 및 디스코틱 액정분자(미도시)를 포함하는 제2 액정층(128)을 포함한다.

상기 제1 보호필름(122)과 제2 보호필름(126)의 열 팽창률은 동일하여 백라이트 어셈블리(미도시)에서 발생한 광에 의해 온도가 상승하는 경우에도 상기 제1 보호필름(122)과 제2 보호필름(126)은 동일하게 팽창 또는 수축하므로 휘지 않는다. 따라서, 에지부가 상기 어레이 기판(300)으로부터 이탈되지 않으며, 상기 제2 액정층의 디스코틱 액정분자(미도시)의 배열이 변화하지 않는다.

상기 컬러필터 기판(400)은 제2 유리기판(GLS2), 컬러필터(402), 평탄화막(404), 및 공통전극(406)을 포함한다. 상기 제2 유리기판(GLS2) 상부에는 레드 컬러필터(R), 그린 컬러필터(G) 및 블루 컬러필터(B)를 포함하는 상기 컬러필터(402)가 형성된다. 상기 평탄화막(404)은 상기 컬러필터(402)위에 형성된다.

또한, 상기 컬러필터 기판(400) 상부에는 순차적으로 제2 광시야각 보상판(522), 제2 위상차 필름(524) 및 검광판(526)이 배치된다. 상기 광시야각 보상판(522)은 도 4에서 설명한 바와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

상기 어레이 기판(300)과 컬러필터 기판(400)은 결합부재, 즉 실런트(Sealant, 410)에 의해 연결된다. 상기 결합부재(410)는 각각 상기 어레이 기판 (300)의 주변영역(PR)과 상기 컬러필터 기판(400)의 주변영역(PR)에 위치한다.

상기 컬러필터 기판(400)의 공통전극(406)에는 셀갭 유지부재, 즉 스페이서(spacer, 408)가 형성되어 상기 어레이 기판(300)과 컬러필터 기판(400) 사이에 액정이 개재될 공간을 형성하며, 상기 공간에는 OCB 액정층(110)이 개재된다.

상기 공통전극(406)과 반사전극(308) 또는 투명전극(304) 사이에 전기장의 변화에 따라서 상기 공통전극(406)과 반사전극(308) 또는 투명전극(304) 사이에 위치한 액정의 배열이 달라지고 그에 따라 상기 액정패널 상부로 출사되는 광량이 달라진다.

동작시, 상기 공통전극(406)에는 공통전압(일반적으로 접지전압)이 인가된다. 상기 게이트 구동회로(310)가 매트릭스 형태로 배열된 상기 복수개의 박막 트랜지스터(302) 중 하나에 게이트 구동신호 전압을 인가하면 해당 박막 트랜지스터(302)는 턴-온(Turn-on)되고, 상기 데이터 구동회로(미도시)에서 해당 박막 트랜지스터(302)의 소스 전극(미도시)에 이미지 신호 전압을 인가하면, 인가된 전압은 상기 드레인 전극(미도시)을 통해서 상기 투명전극(304) 및 반사전극(308)에 인가된다.

따라서, 상기 공통전극(406)과 반사전극(308) 또는 상기 공통전극(406)과 투명전극(304) 사이에 위치한 상기 네마틱 액정(미도시)의 배열이 변화된다.

상기 백라이트 어셈블리(미도시)에서 발생한 광은 상기 어레이 기판(300) 하부에 배치된 상기 제1 광시야각 보상판(512)을 통과하면서 선형 편광되며, 상기 어레이 기판(300)과 컬러필터 기판(400) 사이에 배치된 상기 OCB 액정층(110)을 통과 하면서 투과율이 변화되고, 상기 컬러필터 기판(400)의 컬러 필터(402)를 통하면서 특정 파장의 광만 투과되어 색채를 띄게 된다.

이후 상기 컬러필터 기판(400) 상부의 상기 제2 광시야각 보상판(220)을 통과하면서 편광되어 영상을 디스플레이한다. 한편, 상기 OCB 액정층(110)의 네마틱 액정분자(미도시)에 의한 위상차가 상기 제1 광시야각 보상판(210)과 제2 광시야각 보상판(220)의 상기 디스코틱 액정분자(미도시)에 의해 감소되어 광시야각이 증가된 영상이 디스플레이 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 일반적인 OCB 모드의 패러럴하게 러빙 처리되는 파이셀 구조를 탈피하여, 안티-패러럴하게 러빙 처리하고, 트위스트 구조의 액정층을 형성하여 구동 전, 초기에 20V 내지 30V의 고전압을 인가할 필요가 없이 저전압에서도 미리 벤드 상태를 유지할 수 있는 여건을 마련하므로써, 벤드 배향으로 전체 액정셀이 전이되는 데에 소요되는 시간을 제거함은 물론 벤드 배향의 안정화로 화이트 전압의 공정 마진을 확보하고 추가 도메인이 없는 구조를 형성하여 화이트 휘도 및 콘트라스트 비율을 극대화할 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

하부 기판에 형성되고, 제1 방향으로 러빙된 제1 배향막;

상기 하부 기판에 대향하는 상부 기판에 형성되고, 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막; 및

상기 제1 배향막과 제2 배향막간에 형성되되, 상기 제1 및 제2 배향막 각각에 근접해서는 서로 패러럴한 액정분자들과, 상기 제1 배향막과 제2 배향막의 중앙 영역에 대응해서는 거울 대칭되는 액정분자들을 갖는 액정층;

상기 상부 기판 위에 배치되는 디스코틱 액정분자들을 갖는 제1 광학 보상 필름; 및

상기 하부 기판 아래에 배치되는 디스코틱 액정분자들을 갖는 제2 광학 보상 필름을 포함하되,

상기 제1 광학 보상 필름의 디스코틱 액정분자들의 평균적인 굴절률 Z-축과 상기 제2 광학 보상 필름의 디스코틱 액정분자들의 평균적인 굴절률 Z-축은 상기 액정층에 가까워질수록 서로 다른 방향으로 변화하는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 방향과 제2 방향은 서로 반대이면서 패러럴한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 배향막에 대응하는 액정층의 초기경사각과 상기 제2 배향막에 대응하는 액정층의 초기경사각은 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 광학 보상 필름은 상기 제2 방향으로 러빙되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제4항에 있어서, 상기 디스코틱 액정분자들의 굴절률 Z-축은 상기 제1 배향막에 멀어질수록 수직하고, 상기 제1 배향막에 가까울수록 상기 제1 방향을 추적하는 궤적을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제4항에 있어서,

상기 제1 광학 보상 필름 아래에 배치되고, 제1 광축을 갖는 위상차 필름; 및

상기 위상차 필름 아래에 배치되고, 상기 제1 광축을 갖는 제1 편광 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 광학 보상 필름은 상기 제1 방향으로 러빙되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제7항에 있어서, 상기 디스코틱 액정분자들의 굴절률 Z-축은 상기 제2 배향막에 멀어릴수록 수직하고, 상기 제2 배향막에 가까울수록 상기 제2 방향을 추적하는 궤적을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제7항에 있어서,

상기 제2 광학 보상 필름 위에 배치되고, 제2 광축을 갖는 위상차 필름; 및

상기 위상차 필름 위에 배치되고, 상기 제2 광축을 갖는 제2 편광 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.