KR20090119450A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
내면과 외면을 가지는 제1 기판, 제1 기판의 내면과 소정의 간격을 사이에 두고 마주보고 있는 내면과 그 반대쪽의 외면을 가지는 제2 기판, 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어 있으며, 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간을 복수의 소공간으로 분할하고 있는 분리벽, 복수의 화소 공간 각각을 채우고 있으며, 초기 스플레이 배열에서 벤드 배열로 전이시킨 후, 계조 전압을 인가함으로써 구동하는 OCB 모드 액정을 포함하는 액정 표시 장치를 마련한다.
파이 트위스티드 OCB모드, 분리벽, 광중합
Description
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 OCB(Optically Compensated Bend) 모드 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
근래들어, 휴대폰이나 PMP 등 휴대용 기기의 멀티미디어 기능이 중요시되고 있어서 동영상 구현을 위한 고화질, 빠른 응답 속도 및 저소비 전력의 특성을 가지는 액정 표시 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고, 그 중 하나로 빠른 응답 속도, 광시야각 특성 및 높은 명암 대비비의 장점을 가진 OCB 모드가 제안되었다.
그런데 OCB 모드의 경우, 전계의 온/오프시 전압에 따른 투과율이 역전되는 백플로(back-flow)가 발생하는 문제점이 있고, 액정이 벤드(bend) 배열보다 스플레이 배열에서 더 안정하고, 벤드 배열에서 스플레이 배열로의 전이 과정이 느리기 때문에 전이를 위하여 고전압을 사용해야 하며, 벤드 상태의 유지가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 이 같은 문제점을 해결하기 위해서 창안된 것으로서, 저전압 구동과 셀갭이 안정하게 유지되는 OCB 모드 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
이 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에서는 폴리머로 분리벽을 형성한다.
구체적으로는, 내면과 외면을 가지는 제1 기판, 상기 제1 기판의 내면과 소정의 간격을 사이에 두고 마주보고 있는 내면과 그 반대쪽의 외면을 가지는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중의 적어도 하나에 형성되어 있는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어 있으며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간을 복수의 소공간으로 분할하고 있는 분리벽, 상기 복수의 화소 공간 각각을 채우고 있으며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제1 전압을 인가하여 초기 스플레이 배열에서 벤드 배열로 전이시킨 후, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 제1 전압보다 작은 제2 전압을 인가함으로 써 벤드 배열의 상태를 변화시켜 구동하는 OCB 모드 액정을 포함하는 액정 표시 장치를 마련한다.
상기 OCB 모드 액정은 오프 상태 전압 인가시 파이 트위스티드 배열을 거쳐 스플레이 배열로 변화할 수 있고, 상기 오프 상태 전압은 0~1.7V일 수 있고, 상기 제2 전압은 최저계조 전압이 6~8V이고, 최고계조 전압이 1.7~2.7V일 수 있다.
상기 분리벽은 불소화된 폴리 아크릴레이트를 포함할 수 있고, 상기 제1 기판의 내면에 형성되어 있고, 제1 방향으로 러빙되어 있는 제1 배향막 및 상기 제2 기판의 내면에 형성되어 있고, 상기 제1 방향으로 러빙되어 있는 제2 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 기판의 외면측에 배치되어 있고, 상기 제1 방향과 직교하는 투과축을 가지는 제1 편광판, 상기 제1 기판과 상기 제1 편광판 사이에 배치되어 있으며, 상기 제1 방향과 135도의 각도를 이루는 느린축을 가지는 제1 1/4 파장 위상 지연 필름, 상기 제1 기판과 상기 제1 편광판 사이에 배치되어 있는 제1 이축성 보상 필름, 상기 제2 기판의 외면측에 배치되어 있고, 상기 제1 방향과 나란한 투과축을 가지는 제2 편광판, 상기 제2 기판과 상기 제2 편광판 사이에 배치되어 있으며, 상기 제1 방향과 45도의 각도를 이루는 느린축을 가지는 제2 1/4 파장 위상 지연 필름 및 상기 제2 기판과 상기 제2 편광판 사이에 배치되어 있는 제2 이축성 보상 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 화소 단위로 분리되어 있으며, 상기 분리벽은 상기 제1 전극 각각을 둘러싸도록 형성될 수 있고, 상기 제1 전압은 7~8V일 수 있으며, 상기 분리벽의 두께는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격과 동일하거나 5~6.5um일 수 있다.
이러한 액정 표시 장치는 제1 기판 및 제2 기판을 제조하는 단계, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 광중합성 모노머와 액정의 혼합물을 채우는 단계, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중의 적어도 하나의 바깥쪽에 광마스크를 배치하고 노광하여 상기 광중합성 모노머를 중합함으로써 분리벽을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법을 통하여 제조할 수 있다.
상기 액정은 제1 전계를 인가함에 따라 초기 스플레이 배열에서 벤드 배열로 전이되고, 제2 전계를 인가함에 따라 수직형 벤드 배열과 굽은 벤드 배열 사이에서 배열 상태가 변화하면서 구동되며, 오프 상태 전압 인가시 파이 트위스티드 배열을 거쳐 스플레이 배열로 변화하는 파이 트위스티드 OCB 모드 액정일 수 있고, 상기 분리벽을 형성하는 단계에서 상기 광중합성 모노머를 중합하기 위하여 노광할 때, 상기 모노머 액정 혼합물에 상기 제1 전계를 인가할 수 있다.
상기 광중합성 모노머는 불소화된 아크릴레이트일 수 있고, 상기 모노머 액정 혼합물은 5~15wt%의 광중합성 모노머와 95~85wt%의 액정을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판 및 제2 기판을 제조하는 단계가 상기 제1 기판 및 제2 기판 중의 적어도 하나에 복수의 스페이서를 형성하는 단계와 상기 제1 기판 및 제2 기판 중의 적어도 하나에 밀봉재를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 광중합성 모노머와 액정의 혼합물을 채우는 단계가 상기 제1 기판 및 제2 기판 중 상기 밀봉재가 형성되어 있는 기판에 상기 액정 혼합물을 적 하하는 단계와 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 복수의 스페이서는 분리벽이 형성될 부분에 배치되는 컬럼 스페이서일 수 있다.
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 광중합성 모노머와 액정의 혼합물을 채우는 단계 이전에 상기 제1 기판에 제1 배향막을 형성하고 제1 방향으로 러빙하는 단계, 상기 제2 기판 제2 배향막을 형성하고 상기 제1 방향으로 러빙하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 광중합성 모노머를 중합하는 과정은 상기 액정과 상기 모노머의 상분리 과정을 포함할 수 있으며, 상기 노광은 자외선(UV)을 사용하여 진행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 폴리머로 이루어진 분리벽으로 인해 인접 액정 분자들이 벽면에 나란하게 배열함으로써 선경사각을 가지게 되어 벤드 배열로의 전이가 용이해져 저전압 구동이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 분리벽이 액정 셀갭을 안정하게 유지하여 외부 압력에 대하여 강한 내성을 가지는 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하, 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 배향막(11)을 가지는 박막 트랜지스터 표시판(100), 배향막(21)을 가지는 공통 전극 표시판(200), 분리벽(4), 액정층(3) 등을 포함하는 액정 패널과 액정 패널의 양측에 배치되어 있는 이축성 보상 필름(13, 23), 1/4 파장 위상 지연 필름(14, 24) 및 편광판(12, 22) 등을 포함한다.
박막 트랜지스터 표시판(100)은, 도시하지는 않았으나, 게이트선, 데이터선 등의 배선과 스위칭 소자인 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터를 통하여 화상 전압을 인가받는 화소 전극 등을 포함한다. 박막 트랜지스터 표시판(100)의 안쪽면에는 최상층으로 제1 배향막(11)이 형성되어 있다. 제1 배향막(11)은 한쪽 방향(이하 "제1방향"이라 함)으로 러빙(rubbing)되어 있다.
공통 전극 표시판(200)은, 도시하지는 않았으나, 화소 전극과 함께 액정 층(3)에 전계를 형성하는 공통 전극, 색필터, 차광 부재 등을 포함한다. 공통 전극, 색필터, 차광 부재 등은 필요에 따라 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성할 수도 있다. 공통 전극 표시판(200)의 안쪽면에는 최상층으로 제2 배향막(21)이 형성되어 있고, 제2 배향막(21)도 제1 방향으로 러빙되어 있다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)의 사이에는 불소화된 폴리 아크릴레이트(poly-fluorinated acrylates) 등의 폴리머로 이루어진 분리벽(4)이 형성되어 있어서, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)의 사이의 공간을 복수의 소공간으로 분할하고 있다. 여기서 소공간은 화소 전극 각각에 대응하는 화소 공간일 수 있다. 즉, 분리벽이 화소 전극 각각을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있고, 분리벽의 두께는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)의 사이의 간격(cell gap)과 같거나 약 5~6.5um일 수 있다.
분리벽(4)이 분할하는 각 소공간에는 파이 트위스티드 OCB 모드(π-twisted OCB mode) 액정이 채워져 액정층(3)을 형성하고 있다. 파이 트위스티드 OCB 모드 액정이란 벤드 배열에서 스플레이 배열로 전이하는 중간 단계로 180도 비틀린 배열 상태를 거치는 OCB 모드 액정을 의미한다.
도 2를 참고하여, 파이 트위스티드 OCB 모드 액정에 대하여 좀더 상세히 살펴 본다. 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 사용되는 파이 트위스티드 OCB 모드 액정의 전이 과정을 보여주는 개념도이다.
파이 트위스티드 OCB 모드 액정은 초기 스플레이 배열(S)을 이루도록 배향된다. 본 발명의 실시예에서도 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)이 동일한 방향으로 러빙되어 있어서 액정은 스플레이 배열을 이루게 된다. 전이 전압을 인가하면, 액정이 스플레이 배열(S)에서 제1차 벤드 배열(B1, 굽은 벤드 배열)로 전이한다. 여기서 전이 전압은 7~8V일 수 있다. 이 상태에서 계조 전압을 인가하면 액정이 제1차 벤드 배열(B1) 상태와 제2차 벤드 배열(B2, 수직형 벤드 배열) 상태 사이에서 배열이 변화하며 표시가 이루어진다. 계조 전압은 본 발명의 실시예의 경우 하한이 1.7~2.7V이고 상한이 6~8V인 전압 범위를 사용할 수 있다. 특히, 2.2V와 7V 사이의 전압을 계조 전압으로 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 제1차 벤드 배열(B1) 상태에서 전압을 일정 값 이하로 약하게 하면 스플레이 배열(S)로 곧바로 돌아가지 않고 파이 트위스티드 배열(π)로 전이한다. 계속해서 전압을 더 낮추면 파이 트위스티드 배열(π)에서 스플레이 배열(S) 상태로 복귀한다. 액정을 제1차 벤드 배열(B1) 상태에서 파이 트위스티드 배열(π)을 거쳐 스플레이 배열(S) 상태로 변화시키는 전압은 오프(off) 전압에 해당하며, 0~1.7V일 수 있다. 액정에 인가하는 전압을 계조 전압 범위 이하, 예를 들어 1.7V 이하로 낮추면 제1 벤드 배열(B1) 상태의 액정이 이완되면서 파이 트위스티드 배열(π)로 전이하였다가 스플레이 배열(S)로 복귀한다. 이상에서 전이 전압과 계조 전압 등은 화소 전극과 공통 전극 사이에 전위차를 형성함으로써 액정에 인가된다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)의 바깥쪽 면에는 각각 제1 편광판(12)과 제2 편광판(22)이 배치되어 있고, 제1 편광판(12)과 박막 트랜지스터 표시판(100)의 사이에는 제1 이축성 보상 필름(13)과 제1 1/4 파장 위상 지연 필름(14)이 배치되어 있으며, 제2 편광판(22)과 공통 전극 표시판(200) 사이 에는 제2 이축성 보상 필름(23)과 제2 1/4 파장 위상 지연 필름(24)이 배치되어 있다.
제1 편광판(12)의 투과축은 배향막(11, 21)의 러빙 방향인 제1 방향과 나란하고, 제2 편광판(22)의 투과축은 제1 방향과 직교한다. 반대로 제1 편광판(12)의 투과축이 제1 방향과 직교하고, 제2 편광판(22)의 투과축이 제1 방향과 나란할 수도 있다.
제1 1/4 파장 위상 지연 필름(14)의 느린축은 제1 방향과 45도의 각도를 이루고 있고, 제2 1/4 파장 위상 지연 필름(24)의 느린축은 제1 방향과 135도의 각도를 이루고 있다.
파이 트위스티드 OCB 모드는 블랙 상태에서도 배향막(11, 21)과 접한 부분에서 표시판(100, 200)의 표면과 나란하게 배열되어 있는 액정 분자들을 가지므로 액정층(3)에 의한 편광의 위상 지연이 발생하여 빛샘이 발생하게 된다. 따라서 제1 및 제2 이축성 보상 필름(13, 23)과 제1 및 제2 1/4 파장 위상 지연 필름(14, 24) 등을 배치하여 액정층(3)에서 발생한 위상 지연을 상쇄함으로써 블랙 상태에서의 휘도를 낮춘다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 낮은 구동 전압을 가져 소비 전력 측면에서 유리하며, 우수한 브루이징(bruising) 특성을 가진다. 우수한 브루이징 특성이란 액정 표시 장치에 압력을 가하거나 액정 표시 장치를 흔들 때, 액정의 셀갭이 변하지 않고 유지됨으로써 표시 품질이 저하되지 않는 특성을 의미한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치가 낮은 구동 전압을 가지는 것에 대하여 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 셀 내부 단면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 밝기 특성 곡선(B)과 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 전압에 따른 밝기 특성 곡선(A)을 보여주는 그래프이다.
도 3을 보면, 폴리머로 이루어진 분리벽(4)과 접한 액정 분자들이 분리벽(4)으로 인해 벽면에 나란하게 배열됨으로써 벤드 배열과 유사한 배열을 이루게 된다. 따라서 스플레이 배열로부터 벤드 배열로의 전이가 용이하며, 낮은 전압에 의하여도 스플레이 배열로부터 벤드 배열로의 전이가 이루어진다. 도 4를 참고 하면, 약 3.2V의 화이트 전압과 약 14V의 블랙 전압 사이에서 구동되는 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치(A)에 비하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치(B)가 더 낮은 화이트 전압(약 2.2V)과 블랙 전압(약 7V)을 가짐을 알 수 있다. 블랙 전압(약 7V)이 도 2에서의 제2차 벤드 배열(B2) 상태에 해당하고 화이트 전압(약 2.2V)이 파이 트위스티드 배열(π)로 전이하기 직전의 제1차 벤드 배열(B1) 상태에 해당한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치가 우수한 브루이징 특성을 가지는 것에 대하여 도 5를 참고로 하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 브루이징(bruising) 특성을 비교한 사진이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 격자 형태(또는 다른 모양도 가능)의 분리벽이 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)의 사이에 촘촘하게 형성되어 있기 때문에, 외부에서 압력을 가하더라도 액정층(3)의 셀갭이 크게 변하지 않는다. 따라서, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 경우에는 외부 압력이 가해지면 가압된 지점 주변으로 표시 상태가 심하게 왜곡되나, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우에는 외부 압력에 의하여 표시 상태가 거의 변하지 않는다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치와 비교하여 거의 동등한 수준의 응답 속도와 시야각 특성을 가진다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 응답 속도 곡선을 비교한 도면이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 시야각 특성을 비교한 그래프이다.
먼저, 도 6을 보면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 응답 속도 곡선과 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 응답 속도 곡선이 거의 일치함을 알 수 있다. 즉, 투과율의 라이징 타임(rising time)과 폴링 타임(falling time)이 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치에서 거의 같음을 알 수 있다.
다음, 도 7을 보면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 각 대비비 곡선이 포함하는 면적과 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 각 대비비 곡선이 포함하는 면적이 서로 대등한 수준임을 알 수 있고, 이는 양자의 시야각 특성에 별 차이가 없음을 의미한다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대하여 도 8을 참고로 하여 설명한다.
먼저, 절연 기판 위에 게이트 배선, 게이트 절연막, 반도체층, 저항성 접촉층, 데이터 배선, 보호막, 화소 전극 등의 박막 패턴을 형성하여 박막 트랜지스터 표시판(100)을 마련한다. 이 때, 색필터와 차광 부재도 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성할 수 있다. 그리고 박막 트랜지스터 표시판(100)에 폴리이미드 등의 물질을 도포하고 러빙하여 제1 배향막(11)을 형성한다. 또, 절연 기판 위에 공통 전극 등의 박막 패턴을 형성하여 공통 전극 표시판(200)을 마련하고, 공통 전극 표시판(200) 위에 폴리이미드 등의 물질을 도포하고 러빙하여 제2 배향막(21)을 형성한다. 배향막(11, 21) 형성을 위한 물질로는 치소(Chisso)사의 SE3140 등을 사용할 수 있다.
다음, 제2 배향막(21)이 형성되어 있는 공통 전극 표시판(200) 위에 감광성 유기 물질을 도포, 노광, 현상하여 컬럼 스페이서(40)를 형성한다. 컬럼 스페이서(40)는 분리벽이 형성될 부분에 위치하도록 설계할 수 있다. 또한 컬럼 스페이서(40)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 제1 배향막(11) 위에 형성할 수도 있다. 컬럼 스페이서(40)의 높이는 설계된 셀갭을 고려하여 셀갭과 거의 같은 높이로 형성한다. 컬럼 스페이서(40)를 형성하는 대신 볼 스페이서를 산포할 수도 있다.
다음, 공통 전극 표시판(200) 위에 밀봉재(30)를 폐곡선 모양으로 도포하고, 밀봉재(30)에 의하여 둘러싸인 영역에 파이 트위스티드 OCB 모드 액정과 불소화된 아크릴레이트(fluorinated acrylates) 등의 광경화성 모노머(monomer)를 혼합한 모 노머 액정 혼합물을 적하하여 채운다. 모노머 액정 혼합물은 5~15wt%의 광중합성 모노머와 95~85wt%의 액정을 포함할 수 있다. 광중합성 모노머의 함량이 5wt% 미만인 경우에는 그 양이 너무 적어서 광중합을 통하여 분리벽을 형성하기가 어려울 수 있고, 광중합성 모노머의 함량이 15wt%를 초과하는 경우에는 광중합을 통하여 분리벽을 형성한 이후에도 액정 내에 많은 양의 모노머가 잔존하게 되어 액정 구동을 방해할 수 있다. 액정은 머크(Merck)사의 MLC6265-100 등을 사용할 수 있다. 여기서 밀봉재(30) 형성과 모노머 액정 혼합물의 적하는 박막 트랜지스터 표시판(100) 위에 할 수도 있다.
이어서, 공통 전극 표시판(200)과 박막 트랜지스터 표시판(100)을 정렬하여 결합하고, 자외선을 조사하여 밀봉재(30)를 경화한다. 또 격자 모양의 투광부를 가지는 노광 마스크(300)를 공통 전극 표시판(200) 측에 배치하고 노광 마스크(300)를 통해 자외선을 조사하여, 모노머 액정 혼합물 속의 모노머를 광중합함으로써 분리벽을 형성한다. 모노머의 광중합을 위한 자외선 조사는 화소 전극과 공통 전극 사이에 전이 전압을 인가하여 액정이 벤드 배열을 이룬 상태에서 진행함으로써, 분리벽 주변의 액정이 벤드 배열과 유사하게 배열되도록 하는 힘을 강화할 수 있다. 이 때의 벤드 배열은 도 2에 나타낸 제1차 벤드 배열(B1) 상태일 수도 있으나, 제2차 벤드 배열(B2) 상태인 것이 더 바람직하다. 한편, 밀봉재(30)를 경화하기 위한 자외선 조사와 모노머를 광중합하기 위한 자외선 조사는 동시에 이루어질 수도 있다. 자외선을 조사하여 모노머를 중합하는 과정에서는 액정과 모노머의 상분리(phase separation) 과정이 포함될 수 있다.
이상에서는 적하 방법으로 모노머 액정 혼합물을 두 표시판(100, 200) 사이에 채우는 경우를 설명하였으나, 두 표시판(100, 200)의 결합을 먼저 한 이후에 기압차를 이용하여 두 표시판(100, 200) 사이의 공간에 모노머 액정 혼합물을 주입하는 방법도 사용할 수 있다.
분리벽 형성이 완료된 이후에는 각종 보상 필름과 편광판 등을 배치하고 모듈 작업을 거쳐 액정 표시 장치를 완성한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 사용되는 파이 트위스티드 OCB 모드 액정의 전이 과정을 보여주는 개념도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 셀 내부 단면도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 전압에 따른 밝기 특성 곡선을 보여주는 그래프이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 브루이징(bruising) 특성을 비교한 사진이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 응답 속도 곡선을 비교한 도면이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 기존의 OCB 모드 액정 표시 장치의 시야각 특성을 비교한 그래프이고.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 액정 표시 장치를 제조하는 과정 중의 한 단계를 보여주는 사시도이다.
<도면 부호의 설명>
100 박막 트랜지스터 표시판, 200 공통 전극 표시판
3 액정층 4 분리벽
11, 21 배향막 12, 22 편광판
13, 23 이축성 보상 필름 14, 24 1/4 파장 위상 지연 필름
300 노광 마스크 30 모노머 액정 혼합
40 스페이서
Claims (24)
- 내면과 외면을 가지는 제1 기판,상기 제1 기판의 내면과 소정의 간격을 사이에 두고 마주보고 있는 내면과 그 반대쪽의 외면을 가지는 제2 기판,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중의 적어도 하나에 형성되어 있는 제1 전극 및 제2 전극,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어 있으며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간을 복수의 소공간으로 분할하고 있는 분리벽,상기 복수의 소공간 각각을 채우고 있으며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제1 전압을 인가하여 초기 스플레이 배열에서 벤드 배열로 전이시킨 후, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 제1 전압보다 작은 제2 전압을 인가함으로써 벤드 배열의 상태를 변화시켜 구동하는 OCB 모드 액정을 포함하는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 OCB 모드 액정은 오프 상태 전압 인가시 파이 트위스티드 배열을 거쳐 스플레이 배열로 변화하는 액정 표시 장치.
- 제2항에서,상기 오프 상태 전압은 0~1.7V인 액정 표시 장치.
- 제2항에서,상기 제2 전압은 최저계조 전압이 6~8V이고, 최고계조 전압이 1.7~2.7V인 액정 표시 장치.
- 제4항에서,상기 분리벽은 불소화된 폴리 아크릴레이트를 포함하는 액정 표시 장치.
- 제5항에서,상기 제1 기판의 내면에 형성되어 있고, 제1 방향으로 러빙되어 있는 제1 배향막 및상기 제2 기판의 내면에 형성되어 있고, 상기 제1 방향으로 러빙되어 있는 제2 배향막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
- 제6항에서,상기 제1 기판의 외면측에 배치되어 있고, 상기 제1 방향과 직교하는 투과축을 가지는 제1 편광판,상기 제1 기판과 상기 제1 편광판 사이에 배치되어 있는 제1 이축성 보상 필 름,상기 제2 기판의 외면측에 배치되어 있고, 상기 제1 방향과 나란한 투과축을 가지는 제2 편광판 및상기 제2 기판과 상기 제2 편광판 사이에 배치되어 있는 제2 이축성 보상 필름을 더 포함하는 액정 표시 장치.
- 제7항에서,상기 제1 기판과 상기 제1 편광판 사이에 배치되어 있으며, 상기 제1 방향과 135도의 각도를 이루는 느린축을 가지는 제1 1/4 파장 위상 지연 필름 및상기 제2 기판과 상기 제2 편광판 사이에 배치되어 있으며, 상기 제1 방향과 45도의 각도를 이루는 느린축을 가지는 제2 1/4 파장 위상 지연 필름을 더 포함하는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 제1 전극은 화소 단위로 분리되어 있으며, 상기 분리벽은 상기 제1 전극 각각을 둘러싸도록 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 제1 전압은 7~8V인 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 분리벽의 두께는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격과 동일하거나 5~6.5um인 액정 표시 장치.
- 제1 기판 및 제2 기판을 제조하는 단계,상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 광중합성 모노머와 액정의 혼합물을 채우는 단계,상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중의 적어도 하나의 바깥쪽에 광마스크를 배치하고 노광하여 상기 광중합성 모노머를 중합함으로써 분리벽을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제12항에서상기 액정은 제1 전계를 인가함에 따라 초기 스플레이 배열에서 벤드 배열로 전이되고, 제2 전계를 인가함에 따라 수직형 벤드 배열과 굽은 벤드 배열 사이에서 배열 상태가 변화하면서 구동되며, 오프 상태 전압 인가시 파이 트위스티드 배열을 거쳐 스플레이 배열로 변화하는 파이 트위스티드 OCB 모드 액정인 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제13항에서,상기 분리벽을 형성하는 단계에서 상기 광중합성 모노머를 중합하기 위하여 노광할 때, 상기 모노머 액정 혼합물에 상기 제1 전계를 인가하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제14항에서,상기 광중합성 모노머는 불소화된 아크릴레이트인 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제15항에서,상기 모노머 액정 혼합물은 5~15wt%의 광중합성 모노머와 95~85wt%의 액정을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제12항에서,상기 분리벽을 형성하는 단계에서 상기 광중합성 모노머를 중합하기 위하여 노광할 때, 상기 액정 혼합물에 상기 제1 전계를 인가하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제17항에서,상기 모노머 액정 혼합물은 5~15wt%의 광중합성 모노머와 95~85wt%의 액정을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제18항에서,상기 광중합성 모노머는 불소화된 아크릴레이트인 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제12항에서,상기 제1 기판 및 제2 기판을 제조하는 단계가 상기 제1 기판 및 제2 기판 중의 적어도 하나에 복수의 스페이서를 형성하는 단계와 상기 제1 기판 및 제2 기판 중의 적어도 하나에 밀봉재를 형성하는 단계를 포함하고,상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 광중합성 모노머와 액정의 혼합물을 채우는 단계가 상기 제1 기판 및 제2 기판 중 상기 밀봉재가 형성되어 있는 기판에 상기 액정 혼합물을 적하하는 단계와 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제20항에서,상기 복수의 스페이서는 분리벽이 형성될 부분에 배치되는 컬럼 스페이서인 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제12항에서,상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 광중합성 모노머와 액정의 혼합물을 채우는 단계 이전에상기 제1 기판에 제1 배향막을 형성하고 제1 방향으로 러빙하는 단계,상기 제2 기판 제2 배향막을 형성하고 상기 제1 방향으로 러빙하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제12항에서,상기 광중합성 모노머를 중합하는 과정은 상기 액정과 상기 모노머의 상분리 과정을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제12항에서,상기 노광은 자외선(UV)을 사용하여 진행하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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