KR20070039235A - 액정표시장치 - Google Patents

액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070039235A
KR20070039235A KR1020050094329A KR20050094329A KR20070039235A KR 20070039235 A KR20070039235 A KR 20070039235A KR 1020050094329 A KR1020050094329 A KR 1020050094329A KR 20050094329 A KR20050094329 A KR 20050094329A KR 20070039235 A KR20070039235 A KR 20070039235A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
alignment
crystal display
display device
lower plates
Prior art date
Application number
KR1020050094329A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101137864B1 (ko
Inventor
홍형기
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020050094329A priority Critical patent/KR101137864B1/ko
Publication of KR20070039235A publication Critical patent/KR20070039235A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101137864B1 publication Critical patent/KR101137864B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)

Abstract

본 발명은 전계에 따라서 배향력을 제어할 수 있는 배향막을 구성하여 투과율과 시야각 특성이 좋은 액정표시장치를 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일실시예에 따른 액정표시장치는 서로 대향하여 이격된 상,하판과; 상기 상,하판의 대향하는 면에 각각 형성된 제 1, 2 전극과; 상기 제 1 전극 상에 형성된 제 1 배향막과; 상기 제 2 전극 상에 콘(cone)각이 0~10°인 강유전성 액정 폴리머로 구성된 제 2 배향막과; 상기 상,하판의 바깥 면에 각각 형성된 제 1, 2 편광판과; 상기 제 1, 제 2 배향막 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
배향막, FLCP

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 단면도
도 2a와 도 2b는 TN 모드 액정표시장치의 동작을 도시한 도면
도 3은 일반적인 IPS 모드의 액정표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 단면도
도 4a와 도 4b는 일반적인 IPS 모드 액정표시장치의 동작을 나타내는 사시도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도
도 6a와 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 액정 구동을 도시한 도면
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도
도 8a와 도 8c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 액정 구동을 도시한 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
50, 70 : 상부기판 51, 71 : 상부 배향막
52, 72 : 제 1 편광판 55, 75 : 액정층
60, 80 : 하부기판 61, 81 : 하부 배향막
62, 82 : 제 2 편광판
본 발명은 액정표시장치에 대한 것으로, 특히 배향막의 배향력을 제어하여 투과율과 시야각을 개선하기에 알맞은 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), 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 사용되 기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적, 시야각 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
상기 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 전술한 바 있는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래의 액정표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 단면도이다. 그리고, 도 2a와 도 2b는 TN 모드 액정표시장치의 동작을 도시한 도면이고, 도 3은 일반적인 IPS 모드의 액정표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 단면도이며, 도 4a와 도 4b는 일반적인 IPS 모드 액정표시장치의 동작을 나타내는 사시도이다.
도 1은 일반적인 TN 액정 패널의 단면을 도시한 단면도로써, 액정 패널(20) 은 여러 종류의 소자들이 형성된 두 장의 기판(2, 4)이 서로 대응되게 붙어 있고, 상기 두 장의 기판(2, 4) 사이에 액정층(10)이 끼워진 형태로 되어 있다.
상기 액정 패널(20)에는 색상을 표현하는 컬러필터가 형성된 상부 기판(4)과 상기 액정층(10)의 분자 배열방향을 변환시킬 수 있는 스위칭 회로가 내장된 하부 기판(2)으로 구성된다.
상기 상부 기판(4)에는 색을 구현하는 컬러필터층(8)과, 상기 컬러필터층(8)을 덮는 공통전극(12)이 형성되어 있다.
상기 공통전극(12)은 액정(10)에 전압을 인가하는 한쪽전극의 역할을 한다. 상기 하부 기판(2)은 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터(S)와, 상기 박막 트랜지스터(S)로부터 신호를 인가받고 상기 액정(10)으로 전압을 인가하는 다른 한쪽의 전극역할을 하는 화소전극(14)으로 구성된다.
상기 화소전극(14)이 형성된 부분을 화소부(P)라고 한다.
그리고, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 사이에 주입되는 액정(10)의 누설을 방지하기 위해, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 가장자리에는 실런트(sealant : 6)로 봉인되어 있다.
상기 하부 기판(2)에는 다수개의 박막 트랜지스터(S)와 상기 박막 트랜지스터와 각각 연결된 다수개의 화소전극(14)이 배열된다.
상술한 액정표시장치는 상부 기판인 컬러필터 기판에 공통 전극이 형성된 구조이다. 즉, 상기 공통 전극이 상기 화소 전극과 수직으로 형성된 구조의 액정표시장치는 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상판의 공통전극이 접지의 역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정셀의 파괴를 방지할 수 있다.
도 2a와 도 2b는 상기 TN 액정패널의 전압 인가시 액정(10)의 동작을 도시한 도면으로, 도 2a는 전압 무인가시의 TN 액정패널의 액정의 배열을 도시한 도면이다. 이 때, 상기 액정(10)의 배열은 초기 배향방향으로 상/하 기판방향으로 90°로 꼬인 배열상태를 갖는다.
도 2b는 상/하 기판에 전압을 인가했을 때의 액정분자의 배열상태를 도시한 도면이다. 상기 상/하 기판에 전압을 인가하면, 상기 90°로 꼬인 액정분자(10)는 극각(polar angle)과 전기장의 방향으로 재배열하게 된다.
그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정 구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 갖고 있다. 즉, 상기 액정분자(10)가 극각의 변화로 회전하기 때문에 시야각에 따른 C/R(contrast ratio)과 휘도의 변화가 심하게 된다.
따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새로운 기술이 제안되고 있다. 하기 기술될 내용은 수평장에 의한 액정 구동방법으로 시야각 특성이 우수한 장점을 갖고 있다.
도 3은 상기 수평장에 의한 시야각의 문제를 해결하기 위해 제안된 IPS 모드의 액정표시장치의 구성을 도시한 도면으로, 기판(30) 상에 화소전극(34)과 공통전극(36)이 동일 평면상에 형성되어 있다. 즉, 액정(10)은 상기 동일 기판(30) 상에 상기 화소전극(34)과 공통전극(36)의 수평 전계(35)에 의해 작동한다. 상기 액정층(10)을 사이에 두고 기판(30)과 대향되게 컬러필터 기판(32)이 형성되어 있다.
도 4a와 도 4b는 IPS 모드에서 전압 온/오프시 액정분자 배열의 변화를 나타내는 도면이다.
즉, 화소전극(34) 또는 공통전극(36)에 전계(35)가 인가되지 않은 상태에서는 액정분자 배열의 변화가 일어나지 않고 있음을 보이고 있다.
도 4b는 상기 화소전극(34)과 공통전극(36)에 전압이 인가되었을 때 액정 분자배열의 변화를 도시한 도면으로, 수평 전계(35)가 형성됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 IPS 모드를 사용하는 액정표시장치는 동일 평면상에 화소전극과 공통전극이 모두 존재하기 때문에 수평 전계(35)를 이용한다는 특징이 있다.
또한, 컬러필터 기판에는 투명 전극이 형성되지 않으며, 상기 IPS 모드의 액정표시장치에 사용되는 액정은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정이다.
상기 IPS 모드의 장점으로는 광시야각이 가능하다는 것이다. 즉, 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우 방향으로 약 70°방향에서 가시할 수 있다.
그러나, 공통전극(36)과 화소전극(34)이 동일 기판 상에 존재하기 때문에 하부광원(미도시)의 빛에 의한 투과율 및 개구율이 저하되는 단점이 있다.
따라서, 상, 하부기판의 전극들에 의해 액정이 제어되는 액정표시장치는 그 투과율과 개구율을 향상시키는데 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 전계에 따라서 배향력을 제어할 수 있는 배향막을 구성하여 투과율과 시야 각 특성이 좋은 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치는 서로 대향하여 이격된 상,하판과; 상기 상,하판의 대향하는 면에 각각 형성된 제 1, 2 전극과; 상기 제 1 전극 상에 형성된 제 1 배향막과; 상기 제 2 전극 상에 콘(cone)각이 0~10°인 강유전성 액정 폴리머로 구성된 제 2 배향막과; 상기 상,하판의 바깥 면에 각각 형성된 제 1, 2 편광판과; 상기 제 1, 제 2 배향막 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 배향막은 폴리이미드(PI)로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제 1, 제 2 배향막은 수평 배향 즉, 러빙각이 0°가 되도록 하여 초기의 액정 분자의 배열이 평행이 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1, 제 2 편광판은 크로스(cross) 배치하여 상기 제 1, 제 2 배향막의 러빙 방향이 편광판 광축과 0° 또는 90°가 되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정층은 유전율 이방성(△ε)이 음(-) 또는 '0' 에 가까운 네마틱 액정과 카이랄 도판트(chiral dopant)로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 상,하판의 셀갭은 리타데이션(dΔn)이 대략 300~500nm인 것을 특징으로 한다.
상기 카이랄 도판트는 피치/셀갭<2인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 서로 대향하여 이격된 상,하판과; 상기 상,하판의 대향하는 면에 각각 형성된 제 1, 2 전극과; 상기 제 1, 제 2 전극 상에 콘(cone) 각이 0~10°인 강유전성 액정 폴리머로 구성된 제 1, 제 2 배향막과; 상기 상,하판의 바깥 면에 각각 형성된 제 1, 2 편광판과; 상기 제 1, 제 2 배향막 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일반적인 액정 표시장치에서는 액정을 배향하기 위해 배향막을 사용한다. 즉, 폴리이미드(PI)라는 물질을 사용하여, 러빙 등의 방법으로 상기 배향막에 미세한 홈을 형성하는 방식을 채택한다.
그러나, 본 발명에서는 상기 배향막으로 강유전성 액정 폴리머(Ferroelectric Liquid Crystal polymer ; FLCP)를 사용하여 액정 표시장치를 제작하였다.
여기서, 강유전성 액정(Ferroelectric Liquid Crystal ; FLC)은 외부에서 전기장을 인가하지 않더라도 자발적으로 전기분극을 갖는 액정을 말한다.
상기 FLC에는 특유의 쌍 안정성이라 불리는 성질이 있고, 액정 표시장치의 화소수가 늘어나도 콘트라스트의 열화가 없고, 화면 깜박임(flicker)이 없는 고품위의 화질을 가능하게 한다.
또한, TN 액정이나 STN액정 보다 수백배 이상의 빠른 응답속도는 프레임이 반복되더라도 화상의 희미해짐을 방지하고, 현재의 컴퓨터에서 필수적인 마우스(mouse)의 조작이나, 윈도우(window)의 조작에서 응답성의 향상에도 기여한다.
또한, FLC는 그 특성상 나선방향으로 분자가 재배열하는 성질을 갖기 때문에 시야각이 우수한 대면적의 액정 표시장치에 적절하다고 할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 FLC의 전기적인 특성을 이용하여, 배향막 자체 에서도 전기장의 인가 여부에 따라 배향력을 제어하여 액정에 의한 수평 회전을 유도함으로써, 우수한 광학적 특성의 액정 표시장치를 제공한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 6a와 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 액정 구동을 도시한 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자(미도시)가 형성된 하부기판(60)과 컬러필터(미도시)가 형성된 상부기판(50)으로 구성되며, 상기 상부기판(50)과 하부기판(60)의 사이에는 액정층(55)이 위치하고 있다.
그리고, 상기 상부기판(50)의 내면에는 상부 배향막(51)이 형성되어 있다. 상기 상부 배향막(51)은 폴리이미드(PI)로 구성되어 있고, 상기 상부기판(50)의 바깥면에는 편광광이 90°인 제 1 편광판(52)이 형성되어 있다. 또한, 상기 상부기판(50)과 상기 상부 배향막(51)의 사이에는 도면에는 도시되지 않았지만, 공통전극으로 사용되는 제 1 전극이 형성되어 있다.
그리고 상기 하부기판(60)의 내면에는 하부 배향막(61)으로 강유전성 액정 폴리머(Ferroelectric Liquid Crystal polymer : FLCP)를 사용한다. 그리고 상기 하부기판(60)의 바깥면에는 편광각이 0°인 제 2 편광판(62)이 형성되어 있다. 또 한, 상기 하부기판(60)과 하부 배향막(61)의 사이에는 도면에는 도시되지 않았지만, 각 화소영역에 화소전극으로 사용되는 제 2 전극이 형성되어 있다.
상기에서 상부 배향막(51)과 하부 배향막(61)은 수평배향 즉, 러빙각이 0°가 되도록 하여 초기의 액정 분자의 배열이 평행이 되도록 한다.
그리고 제 1, 제 2 편광판(52, 62)은 크로스(cross) 배치하여 상,하부 배향막(51, 61)의 러빙 방향이 편광판 광축과 0° 또는 90°가 되게 한다.
그리고 상기 액정층(55)은 유전율 이방성(△ε)이 음(-) 또는 '0' 에 가까운 네마틱 액정과 카이랄 도판트(chiral dopant)(피치/셀갭<2)를 상,하부기판(50, 60) 사이에 첨가하여 구성한다. 이때 셀갭의 리타데이션(dΔn)은 대략 300~500nm이다.
상기 구성을 갖는 액정표시장치는 배향막의 배향력을 제어하여 카이랄 도판트에 의한 수평 회전을 유도한다.
상기와 같이 배향막의 배향력을 제어하기 위해서, 전기장 세기에 따라 배향력이 약화되는 배향막을 하부기판(60)의 내면 상부에 형성한 후에 하부기판(60)에 평행하게 러빙한다.
상기에서 강유전성 액정 폴리머(FLCP)로 구성된 하부 배향막(61)은 전기장 세기에 따라 배향력이 약화되는 것으로, 콘각(cone angle)이 0~10°이다.
상기 구성을 갖는 액정표시장치는 제 1, 제 2 전극에 전압이 인가되지 않은 상태(Voff)에서는, 도 6a에 도시한 바와 같이, 상,하부 배향막(51,61)이 모두 스트롱 엥커링(strong anchoring)에 의해 액정이 수평으로 배열하여 블랙(black) 상태 를 나타낸다.
그리고, 제 1, 제 2 전극에 전압이 인가된 상태(Von)에서는, 도 6b에 도시한 바와 같이, 상부 배향막(51)은 스트롱 엥커링(strong anchoring)이고, 하부 배향막(61)은 윅 엥커링(weak anchoring)에 의해 카이칼 도판트에 의한 수평 방향의 트위스트가 발생하여 휘도가 증가한다.
즉, 제 1, 제 2 전극에 전압이 인가된 상태(Von)에서는, FLCP로 구성된 하부 배향막(61)의 엥커링 에너지(anchoring energy)가 감소하여 카이랄 도판트에 의한 회전을 억제할 수 없게된다. 따라서, 액정의 수평 회전 각도에 따라 투과율이 변화하며, 최대 휘도를 나타낼 때는 액정이 90° 트위스트될 때이다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 8a와 도 8c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 액정 구동을 도시한 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자(미도시)가 형성된 하부기판(80)과 컬러필터(미도시)가 형성된 상부기판(70)으로 구성되며, 상기 상부기판(70)과 하부기판(80)의 사이에는 액정층(75)이 위치하고 있다.
그리고, 상기 상부기판(70)의 내면에는 강유전성 액정 폴리머(Ferroelectric Liquid Crystal polymer : FLCP)로 구성된 상부 배향막(71)이 형성되어 있고, 상기 상부기판(50)의 바깥면에는 편광각이 90°인 제 1 편광판(72)이 형성되어 있다. 또 한, 상기 상부기판(70)과 상기 상부 배향막(71)의 사이에는 도면에는 도시되지 않았지만, 공통전극으로 사용되는 제 1 전극이 형성되어 있다.
그리고 상기 하부기판(80)의 내면에는 강유전성 액정 폴리머(Ferroelectric Liquid Crystal polymer : FLCP)로 구성된 하부 배향막(81)이 구성되어 있다. 그리고 상기 하부기판(80)의 바깥면에는 편광각이 0°인 제 2 편광판(82)이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(80)과 하부 배향막(81)의 사이에는 도면에는 도시되지 않았지만, 각 화소영역에 화소전극으로 사용되는 제 2 전극이 형성되어 있다.
상기에서 상부 배향막(71)과 하부 배향막(81)은 수평배향 즉, 러빙각이 0°가 되도록 하여 초기의 액정 분자의 배열이 평행이 되도록 한다.
그리고 제 1, 제 2 편광판(72, 82)은 크로스(cross) 배치하여 상,하부 배향막(71, 81)의 러빙 방향이 편광판 광축과 0° 또는 90°가 되게 한다.
그리고 상기 액정층(75)은 유전율 이방성(△ε)이 음(-) 또는 '0' 에 가까운 네마틱 액정과 카이랄 도판트(chiral dopant)(피치/셀갭<2)를 상,하부기판(70, 80) 사이에 첨가하여 구성한다. 이때 셀 갭(cell gap)의 리타데이션(dΔn)은 대략 300~500nm이다.
상기 구성을 갖는 액정표시장치는 배향막의 배향력을 제어하여 카이랄 도판트에 의한 수평 회전을 유도한다.
상기와 같이 배향막의 배향력을 제어하기 위해서, 전기장 세기에 따라 배향력이 약화되는 배향막을 상, 하부기판(70, 80)의 내면 상부에 형성한 후에 상,하부기판(70, 80)에 평행하게 러빙한다.
상기에서 강유전성 액정 폴리머(FLCP)로 구성된 상, 하부 배향막(71, 81)은 전기장 세기에 따라 배향력이 약화되는 것으로, 콘(cone)각이 0~10°이다.
상기 구성을 갖는 액정표시장치는 제 1, 제 2 전극에 전압이 인가되지 않은 상태(Voff)에서는, 도 8a에 도시한 바와 같이, 상,하부 배향막(71, 81)이 모두 스트롱 엥커링(strong anchoring)에 의해 액정이 수평으로 배열하여 블랙(black) 상태를 나타낸다.
그리고, 제 1, 제 2 전극에 (+)전압이 인가된 상태(Von(+))에서는, 도 8b에 도시한 바와 같이, 상부 배향막(71)은 배향력은 변화 없이 스트롱 엥커링(strong anchoring)이고, 하부 배향막(81)은 윅 엥커링(weak anchoring)에 의해 카이칼 도판트에 의한 수평 방향의 트위스트가 발생하여 휘도가 증가한다.
즉, 제 1, 제 2 전극에 (+)전압이 인가된 상태(Von)에서는, FLCP로 구성된 하부 배향막(81)의 엥커링 에너지(anchoring energy)가 감소하여 카이랄 도판트에 의한 회전을 억제할 수 없게 된다. 따라서, 하부기판(80)에 인접한 액정의 수평 회전 각도에 따라 투과율이 변화하여 휘도가 상승한다.
다음에, 제 1, 제 2 전극에 (-)전압이 인가된 상태(Von(-))에서는, 도 8c에 도시한 바와 같이, 하부 배향막(81)은 배향력은 변화 없이 스트롱 엥커링(strong anchoring)이고, 상부 배향막(71)은 윅 엥커링(weak anchoring)에 의해 카이칼 도판트에 의한 수평 방향의 트위스트가 발생하여 휘도가 증가한다.
즉, 제 1, 제 2 전극에 (-)전압이 인가된 상태(Von(-))에서는, FLCP로 구성된 상부 배향막(71)의 엥커링 에너지(anchoring energy)가 감소하여 카이랄 도판트 에 의한 회전을 억제할 수 없게 된다. 따라서, 상부기판(70)에 인접한 액정의 수평 회전 각도에 따라 투과율이 변화하여 휘도가 상승한다.
상기에서는 FLCP의 Vt 커브가 (+), (-)전압에 대해 비대칭인 것을 사용내었으나, FLCP의 Vt 커브가 (+), (-) 전압에 대해 대칭인 것을 사용할 수도 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.
전기장 세기에 따라 배향력이 약화되는 FLCP로 구성된 배향막을 하부기판 또는 상,하부기판 모두에 형성하여 액정의 수평 회전을 유도하여 투과율을 변화시켜서 휘도를 상승시키고 시야각을 개선시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 서로 대향하여 이격된 상,하판과;
    상기 상,하판의 대향하는 면에 각각 형성된 제 1, 2 전극과;
    상기 제 1 전극 상에 형성된 제 1 배향막과;
    상기 제 2 전극 상에 콘(cone) 각이 0~10°인 강유전성 액정 폴리머로 구성된 제 2 배향막과;
    상기 상,하판의 바깥 면에 각각 형성된 제 1, 2 편광판과;
    상기 제 1, 제 2 배향막 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배향막은 폴리이미드(PI)로 구성됨을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 배향막은 수평 배향 즉, 러빙각이 0°가 되도록 하여 초기의 액정 분자의 배열이 평행이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 편광판은 크로스(cross) 배치하여 상기 제 1, 제 2 배향막의 러빙 방향이 편광판 광축과 0° 또는 90°가 되게 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정층은 유전율 이방성(△ε)이 음(-) 또는 '0' 에 가까운 네마틱 액정과 카이랄 도판트(chiral dopant)로 구성됨을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상,하판의 셀갭은 리타데이션(dΔn)이 대략 300~500nm인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 카이랄 도판트는 피치/셀갭<2인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  8. 서로 대향하여 이격된 상,하판과;
    상기 상,하판의 대향하는 면에 각각 형성된 제 1, 2 전극과;
    상기 제 1, 제 2 전극 상에 콘(cone) 각이 0~10°인 강유전성 액정 폴리머로 구성된 제 1, 제 2 배향막과;
    상기 상,하판의 바깥 면에 각각 형성된 제 1, 2 편광판과;
    상기 제 1, 제 2 배향막 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
KR1020050094329A 2005-10-07 2005-10-07 액정표시장치 KR101137864B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050094329A KR101137864B1 (ko) 2005-10-07 2005-10-07 액정표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050094329A KR101137864B1 (ko) 2005-10-07 2005-10-07 액정표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070039235A true KR20070039235A (ko) 2007-04-11
KR101137864B1 KR101137864B1 (ko) 2012-04-20

Family

ID=38160138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050094329A KR101137864B1 (ko) 2005-10-07 2005-10-07 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101137864B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100932211B1 (ko) * 2008-04-11 2009-12-16 한양대학교 산학협력단 횡전계 방식의 액정표시장치
JP2017010030A (ja) * 2015-06-23 2017-01-12 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶表示素子
JP2018200360A (ja) * 2017-05-26 2018-12-20 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶表示素子
US10281770B2 (en) 2016-03-11 2019-05-07 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and method of fabricating the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69835500T2 (de) * 1997-12-26 2007-02-15 Nippon Oil Corp. Flüssigkristallanzeigen
KR20010065169A (ko) * 1999-12-29 2001-07-11 구본준, 론 위라하디락사 액정 표시장치
KR20030058091A (ko) * 2001-12-29 2003-07-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자 제조방법
KR20050042590A (ko) * 2003-11-03 2005-05-10 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100932211B1 (ko) * 2008-04-11 2009-12-16 한양대학교 산학협력단 횡전계 방식의 액정표시장치
JP2017010030A (ja) * 2015-06-23 2017-01-12 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶表示素子
US10281770B2 (en) 2016-03-11 2019-05-07 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and method of fabricating the same
US10558084B2 (en) 2016-03-11 2020-02-11 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and method of fabricating the same
JP2018200360A (ja) * 2017-05-26 2018-12-20 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
KR101137864B1 (ko) 2012-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20050253985A1 (en) Liquid crystal display device
JP2001209063A (ja) 液晶表示装置およびその表示方法
US20100225569A1 (en) Liquid crystal display, manufacturing method the same, and driving method thereof
JP4041610B2 (ja) 液晶表示装置
JPH02176625A (ja) 液晶表示装置
US6970220B2 (en) Liquid crystal display having improved contrast ratio and color reproduction when viewed in the lateral direction
KR101137864B1 (ko) 액정표시장치
WO2010137235A1 (ja) 液晶パネルおよびその製造方法並びに液晶表示装置
KR100725218B1 (ko) 듀얼모드 액정표시장치 및 그의 구동방법
KR100617038B1 (ko) 액정표시장치
KR20010065169A (ko) 액정 표시장치
JP2002023178A (ja) 液晶表示装置
JP3307917B2 (ja) 液晶表示装置
JP4248160B2 (ja) 液晶表示素子とその製造方法
JP3332863B2 (ja) 光学的変調素子
KR20060078054A (ko) 면 구동 액정표시장치
KR20050065822A (ko) 액정표시소자와 그 구동방법
KR20020062223A (ko) 액정 디바이스
KR20010065035A (ko) 액정 표시장치 제조방법
KR100289535B1 (ko) 액정표시소자
JP2002055326A (ja) 液晶表示装置
US8654297B2 (en) Liquid crystal display device
US7307678B2 (en) Liquid crystal display and fabricating method thereof
JP2001174851A (ja) 液晶表示装置
KR101238201B1 (ko) 액정표시소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160329

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170320

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190318

Year of fee payment: 8