KR20120072197A - 일축성 염료막을 포함하는 게스트-호스트 모드 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과, 상기 제1기판 내면에 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 제1기판 내면에 형성되고, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대응되어 전기장을 생성하는 공통 전극과, 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되며, 제1 이색성 염료를 포함하는 액정층과, 상기 제1기판과 상기 제2기판 중 어느 하나에 형성되고, 반응성 액정 단량체와 제2 이색성 염료를 포함하는 일축성 염료막을 포함하고, 상기 일축성 염료막은 제1방향에 평행한 광흡수축을 가지며, 상기 제1 이색성염료의 광흡수축은 제2방향에 평행한 광흡수축을 갖고, 상기 제1방향은 상기 제2방향에 수직한 게스트-호스트 모드 액정표시장치를 제공한다.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일축성 염료막을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP), 전기발광 표시장치(electroluminescence display device: ELD), 전계방출표시장치(field emission display device: FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이중 액정표시장치는 액정층의 액정분자의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다.
액정분자는 그 구조가 가늘고 길기 때문에 액정분자의 배열에 방향성을 지니고 있으며, 인위적으로 액정분자에 전기장을 인가하여 액정분자의 배열방향을 제어할 수 있다. 액정분자의 배열방향을 변경하면, 액정분자의 광학적 이방성에 의해 액정분자의 배열방향으로 빛이 굴절하고, 그에 따라 영상을 표시할 수 있다.
즉, 액정표시장치에 있어서, 빛의 투과율은 액정층을 통과할 때 액정분자의 광학적 특성에 의해 발생하는 위상지연에 의해 결정되며, 이러한 위상지연은 액정 분자의 굴절률 이방성과 어레이 기판과 컬러필터 기판 간의 이격거리인 셀 갭(cell gap)에 의해 결정된다.
따라서, 액정표시장치는 내부에 전계생성전극이 형성된 두 기판과 두 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 전계생성전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정분자 배열을 조절함으로써 빛을 투과시켜 영상을 표시한다.
액정표시장치는 액정 분자의 배열 및 동작에 따라 다양한 모드를 가지는데, 게스트-호스트 모드(guest-host mode)의 경우, 호스트인 액정에 이색성 염료를 게스트로 첨가하여 이색성 염료의 흡수 계수의 이방성에 따라 영상을 표시한다.
도 1a와 도 1b는 종래의 게스트-호스트 모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면으로, 도 1a는 블랙 상태를 도 1b는 화이트 상태를 나타낸다.
도 1a와 도 1b에 도시한 바와 같이, 투명한 제1기판(10)과 제2기판(20)이 마주 대하여 배치되고, 제1기판(10)과 제2기판(20)의 내면에는 각각 제1전극(12)과 제2전극(22)이 형성되어 있다. 제1전극(12)과 제2전극(22) 사이에는 이색성 염료(34)가 첨가된 액정(32)이 위치한다.
이색성 염료(34)는 장축 방향의 빛은 흡수하고 단축 방향의 빛은 투과한다. 또한, 이색성 염료(34)는 액정(32)의 배열 방향을 따라 배향하려는 성질을 가지고 있어, 액정(32)의 구동 방향에 따라 그 배열 방향을 스위칭한다.
이러한 게스트-호스트 모드 액정표시장치에서, 도 1a에서와 같이, 제1 및 제2전극(12, 22) 사이에 전압이 인가되지 않을 경우, 액정(32)은 제1 및 제2기판(10, 20)과 나란한 방향을 따라 배열되고, 이색성 염료(34)는 액정(32)과 평행하게 배향되어 빛을 흡수한다. 따라서, 블랙 상태가 표시된다.
반면, 도 1b에서와 같이, 제1 및 제2전극(12, 22) 사이에 전압이 인가될 경우, 액정(32)과 이색성 염료(34)는 제1 및 제2기판(10, 20)에 수직하게 배열되어, 이색성 염료(34)는 빛을 투과한다. 따라서, 화이트 상태가 표시된다.
이러한 게스트-호스트 모드 액정표시장치는 상하의 편광판을 생략할 수 있으며, 높은 투과율을 가진다. 그러나, 도 1a에서와 같이, 블랙 상태에서의 빛샘에 의해 콘트라스트비가 5:1 이하의 낮은 수준을 보인다.
따라서, 블랙 휘도를 낮추어 콘트라스트비를 높이기 위해, 도 2a와 도 2b에서와 같이, 제1기판(10) 하부에 편광판(42)을 추가하거나, 제2기판(20) 상부에 편광판(44)을 추가하기도 한다. 이러한 경우, 콘트라스트비를 약 100:1의 수준으로 향상시킬 수 있다.
그런데, 이러한 편광판은 일방향의 편광축을 갖는 편광자층을 포함한다. 편광자층으로는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol: PVA) 필름이 널리 사용되며, 이색성의 성질을 갖는 요오드 분자나 이색성 염료를 PVA 필름에 흡착시킨 후, 이를 연신(stretch)하여 요오드 분자나 이색성 염료를 연신 방향과 평행하게 배열함으로써 형성된다. 따라서, 연신 방향으로 진동하는 빛은 투과시키고 나머지 빛은 흡수한다. 요오드를 포함하는 PVA 필름은 모든 가시광선 영역(400nm~800nm)에서 일정한 흡광도를 나타내어 뛰어난 투과도와 편광특성을 가지나, 열과 습도에 열악한 단점이 있다. 특히, 요오드 자체의 높은 승화성 때문에 높은 온도와 장시간 방치하는 경우, 편광특성은 물론 PVA 필름 자체의 내구성이 현저히 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 따라서, PVA 필름 상하 면에 TAC(tri-acetyl cellulose) 필름을 부착하여 PVA 필름을 보호한다.
그러나, TAC 필름은 그 재료비가 상대적으로 매우 고가이므로, 이러한 편광판을 구비한 액정표시장치의 제조 비용을 상승시키는 요인이 되고 있다.
요오드 대신 이색성 염료를 PVA 필름에 염착 시키는 방법도 있으나, 투과도와 편광도를 만족시키지는 못하고 있다.
또한, 이러한 편광판은 열과 수분에 의해 박리되거나 얼룩이 발생하는 문제가 있으며, 200㎛ 내지 300㎛ 정도의 두께를 가지므로, 경량 박형의 액정표시장치를 제조하는데 방해가 되고 있다.
발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 제조 비용을 줄이고 블랙 상태에서의 휘도를 낮추어 콘트라스트비를 증가시킬 수 있는 게스트-호스트 모드 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 경량 박형의 게스트-호스트 모드 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과, 상기 제1기판 내면에 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 제1기판 내면에 형성되고, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대응되어 전기장을 생성하는 공통 전극과, 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되며, 제1 이색성 염료를 포함하는 액정층과, 상기 제1기판과 상기 제2기판 중 어느 하나에 형성되고, 반응성 액정 단량체와 제2 이색성 염료를 포함하는 일축성 염료막을 포함하고, 상기 일축성 염료막은 제1방향에 평행한 광흡수축을 가지며, 상기 제1 이색성염료의 광흡수축은 제2방향에 평행한 광흡수축을 갖고, 상기 제1방향은 상기 제2방향에 수직한 게스트-호스트 모드 액정표시장치를 제공한다.
상기 제1 및 제2 이색성 염료의 함량은 0.1wt% 내지 20wt%이다.
상기 제1 및 제2 이색성 염료는 옐로우, 마젠타, 시안 이색성 염료 중 둘 이상을 포함한다.
상기 일축성 염료막은 상기 제1기판의 내면과 외면 중 어느 하나에 형성되거나, 상기 제2기판의 내면과 외면 중 어느 하나에 형성된다.
상기 액정표시장치는 ECB 모드와 OCB 모드, TN 모드, STN 모드, VA 모드 및 IPS 모드 중 어느 하나이다.
상기 액정표시장치는 투과 모드이거나, 상기 제1기판 내면에 반사판을 더 포함하는 반사 모드이다.
본 발명에 따른 게스트-호스트 모드 액정표시장치에서는 반응성 액정 단량체 및 이색성 염료로 이루어진 일축성 염료막을 포함하여, 블랙 상태에서의 휘도를 낮출 수 있으므로, 콘트라스트비를 증가시킬 수 있다. 또한, TAC 필름을 포함하는 편광판을 사용하지 않아도 되므로, 제조 비용을 줄일 수 있으며, 경량 박형으로 제조가 가능하다.
도 1a와 도 1b는 종래의 게스트-호스트 모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1a와 도 1b는 종래의 편광판을 포함하는 게스트-호스트 모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 일축성 염료막의 제조 과정을 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 중합 전과 후의 반응성 액정 단량체와 이색성 염료의 배열 구조를 도시한 도면이다.
도 6a와 도 6b는 ECB 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙과 화이트 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a와 도 7b는 OCB 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙과 화이트 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8a와 도 8b는 VA 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙과 화이트 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 반사 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1a와 도 1b는 종래의 편광판을 포함하는 게스트-호스트 모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 일축성 염료막의 제조 과정을 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 중합 전과 후의 반응성 액정 단량체와 이색성 염료의 배열 구조를 도시한 도면이다.
도 6a와 도 6b는 ECB 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙과 화이트 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a와 도 7b는 OCB 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙과 화이트 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8a와 도 8b는 VA 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙과 화이트 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 반사 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 일축성 염료막의 제조 과정을 도시한 단면도이며, 도 5a 및 도 5b는 중합 전과 후의 반응성 액정 단량체(reactive mesogen)와 이색성 염료의 배열 구조를 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(120, 150)과, 제1 및 제2기판(120, 150) 사이에 형성된 액정층(170)을 포함한다.
제1기판(120) 상부에는 일축성 염료막(190)이 형성되어 있다. 이러한 일축성 염료막(190)은 호스트인 반응성 액정 단량체와 게스트인 이색성 염료를 포함하며, 하부에 배향막(도시하지 않음)이 더 형성된다.
일축성 염료막(190)의 제조 과정에 대하여 도 4a 내지 도 4c와 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 도 4a에 도시한 바와 같이, 기판(210) 상에 배향막(220)을 형성하고, 러빙법이나 광배향법을 통해 배향막(220)의 표면이 일정한 방향으로 배열되도록 배향한다. 여기서, 기판(210)은 도 3의 제1기판(120)일 수 있다.
이어, 도 4b에 도시한 바와 같이, 배향막(220) 상에 반응성 액정 단량체(232)와 이색성 염료(234)를 포함하는 용액을 도포하여 일축성 염료막(230)을 형성한다. 이색성 염료(234)는 염료의 흡수 방향과 평행한 편광은 흡수하고 수직인 성분만을 투과시키는 것으로, 옐로우(yellow), 시안(cyan), 마젠타(magenta) 이색성 염료 중 두 가지 이상을 포함한다. 이때, 반응성 액정 단량체(232)와 이색성 염료(234)의 배열 구조는 도 5a에 도시한 바와 같다.
여기서, 반응성 액정 단량체(232)에 대한 이색성 염료(234)의 함량은 약 0.1wt% 내지 50wt%, 보다 바람직하게는 0.1wt% 내지 20wt%이다.
다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 자외선(UV)을 조사하여 반응성 액정 단량체(232)를 중합함으로써, 일축성 염료막(230)을 경화시킨다. 이때, 반응성 액정 단량체(232)와 이색성 염료(234)의 배열 구조는 도 5b에 도시한 바와 같다.
여기서, 반응성 액정 단량체(232)의 중합은 열을 가하여 이루어질 수도 있다.
다시 도 3을 언급하면, 도 4a 내지 도 4c의 과정에 따라 제조된 일축성 염료막(190) 상부에 게이트 배선(도시하지 않음)과 게이트 배선에 연결되는 게이트 전극(122)이 형성되고, 게이트 배선 및 게이트 전극(122) 상부에는 게이트 절연층(124)이 형성된다. 도시하지 않았지만, 일축성 염료막(190) 상부에는 보호를 위한 별도의 절연층이 더 형성될 수도 있다.
게이트 전극(122)에 대응되는 게이트 절연층(124) 상부에는 반도체층(126)이 형성되고, 반도체층(126) 상부에는 서로 이격하는 소스 전극(128) 및 드레인 전극(130)과, 소스 전극(128)에 연결되는 데이터 배선(132)이 형성된다.
도시하지는 않았지만, 반도체층(126)은 순수 실리콘(intrinsic silicon)으로 이루어지는 액티브층과, 불순물 실리콘(impurity-doped silicon)으로 이루어지는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다. 오믹 콘택층은 소스 및 드레인 전극(128, 130)과 동일한 모양을 가질 수 있다.
데이터 배선(132)은 게이트 배선과 교차하여 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb)을 정의한다.
여기서, 게이트 전극(122), 반도체층(126), 소스 전극(128) 및 드레인 전극(130)은 박막트랜지스터(T)를 구성한다.
소스 전극(128), 드레인 전극(130) 및 데이터 배선(132) 상부에는 보호층(134)이 형성되는데, 보호층(134)은 드레인 전극(130)을 노출하는 드레인 콘택홀(136)을 포함한다. 보호층(134)은 무기 절연물질 또는 유기 절연물질로 이루어진다.
보호층(134) 상부에는 드레인 콘택홀(136)을 통하여 드레인 전극(130)에 연결되는 화소 전극(138)이 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb) 각각에 형성된다.
제2기판(150) 하부에는 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb) 각각에 대응되는 개구부를 가지며 게이트 배선, 데이터 배선(132) 및 박막트랜지스터(T)에 대응되는 블랙매트릭스(152)가 형성되고, 블랙매트릭스(152) 하부와 블랙매트릭스(152)의 개구부를 통하여 노출된 제2기판(150) 하부에는 컬러필터층(154)이 형성된다.
컬러필터층(154)은 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb)에 각각 대응되는 적, 녹, 청 컬러필터(R, G, B)를 포함한다.
그리고, 컬러필터층(154) 하부에는 투명한 공통 전극(156)이 형성된다.
액정층(170)은 제1기판(120)의 화소 전극(138)과 제2기판(150)의 공통 전극(156) 사이에 위치한다. 도시하지 않았지만, 액정층(170)과 화소 전극(138) 사이 및 액정층(170)과 공통 전극(156) 사이에는 액정 분자(172)의 초기 배열을 결정하는 배향막이 각각 형성된다.
여기서, 액정층(170)에는 이색성 염료(174)가 첨가된다. 이색성 염료(174)는 옐로우(yellow), 시안(cyan), 마젠타(magenta) 이색성 염료 중 두 가지 이상을 포함한다. 이때, 액정 분자(172)에 대한 이색성 염료(174)의 함량은 0.1wt% 내지 50wt%, 보다 바람직하게는, 0.1wt% 내지 20wt%이다. 이러한 이색성 염료(174)는 액정 분자(172)와 나란한 방향으로 배열되며, 염료의 흡수 방향과 평행한 편광은 흡수하고 수직인 성분만을 투과시킨다.
액정층(170)에 추가된 이색성 염료(174)와 일축성 염료막(190)의 이색성 염료에 있어서, 옐로우 이색성 염료는 약 475nm 파장의 빛을 흡수하며, 화학식1의 분자 구조를 갖는 것일 수 있다.
화학식1
마젠타 이색성 염료는 약 510nm 파장의 빛을 흡수하며, 화학식2의 분자 구조를 갖는 것일 수 있다.
화학식2
시안 이색성 염료는 약 560nm 파장의 빛을 흡수하며, 화학식3의 분자 구조를 갖는 것일 수 있다.
화학식3
이와 같이, 본 발명에서는 액정층(170) 내에 이색성 염료(174)를 포함하는 게스트-호스트 모드 액정표시장치에서, 반응성 액정 단량체와 이색성 염료로 이루어진 일축성 염료막(190)을 제1기판(120) 상에 형성한다. 이때, 일축성 염료막(190)의 광흡수축, 즉, 반응성 액정 단량체(도 5b의 232)의 배열 방향은 액정층(170)의 배열 방향과 수직을 이룬다.
따라서, 블랙 상태에서의 휘도를 낮추어 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 일축성 염료막은 약 1㎛ 내지 약 10㎛ 정도의 두께를 가지므로, 경량 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있으며, 고가의 TAC 필름이 필요하지 않으므로, 액정표시장치의 제조 비용을 저감시킬 수 있는 효과를 가진다.
앞선 실시예에서는 일축성 염료막(190)이 제1기판(120)과 박막 트랜지스터(T) 사이에 형성된 경우에 대하여 설명하였으나, 일축성 염료막(190)은 보호층(134)과 화소 전극(138) 사이에 형성될 수도 있으며, 제1기판(120)의 외면에 형성될 수도 있다. 또는, 일축성 염료막(190)은 제2기판(150) 내면, 즉, 제2기판(150)과 컬러필터층(154) 사이에 형성될 수도 있으며, 컬러필터층(154)과 공통 전극(156) 사이에 형성될 수도 있고, 제2기판(150) 외면에 형성될 수도 있다. 일축성 염료막(190)이 컬러필터층(154)과 공통 전극(156) 사이에 형성될 경우에는, 컬러필터층(154)과 공통 전극(156) 사이에 오버코트층을 더 형성하여, 일축성 염료막(190)은 오버코트층과 공통 전극(156) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 액정층의 액정 분자 배열에 따른 다양한 모드에 적용 가능하다.
도 6a와 도 6b는 ECB(electrically controlled birefringence) 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙과 화이트 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7a와 도 7b는 OCB(optically compensated birefringence) 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙과 화이트 상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 8a와 도 8b는 VA(vertical alignment) 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙과 화이트 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저, 도 6a와 도 6b에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2기판(320, 350)이 이격되어 마주 대하고 있으며, 제1 및 제2기판(320, 350) 사이에는 액정 분자(372)가 제1 및 제2기판(320, 350)에 나란한 방향으로 배열되어 있고, 제1 이색성 염료(374)가 액정 분자(372)와 평행하게 배열되어 있다. 제1기판(320)의 내면에는 반응성 액정 단량체와 제2 이색성 염료를 포함하는 일축성 염료막(390)이 위치한다.
여기서, 일축성 염료막(390)은 제1방향에 평행한 광흡수축을 가지며, 액정 분자(372)는 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 배향된다. 이때, 제1기판(320) 내면에서의 액정 분자(372)의 배향 방향과 제2기판(350) 내면에서의 액정 분자(372)의 배향 방향은 서로 반대이다.
따라서, 두 기판(320, 350)의 전극(도시하지 않음)에 전압을 인가하지 않을 경우, 도 6a에서와 같이, 제1방향을 따라 진동하는 빛은 일축성 염료막(390)에서 흡수되고, 제2방향을 따라 진동하는 빛은 일축성 염료막(390)을 투과한 후, 제1 이색성 염료(374)에 의해 흡수되어, 블랙 상태가 나타난다.
반면, 두 기판(320, 350)의 전극에 전압을 인가할 경우, 도 6b에서와 같이, 액정 분자(372) 및 제1 이색성 염료(374)는 두 기판(320, 350)에 수직하게 배열되며, 제1방향을 따라 진동하는 빛은 일축성 염료막(390)에서 흡수되고, 제2방향을 따라 진동하는 빛은 일축성 염료막(390)을 투과한 후, 액정 분자(372) 및 제1 이색성 염료(374)를 그대로 통과하여 출력되어, 화이트 상태가 나타난다.
도 7a와 도 7b의 OCB 모드는 두 기판(320, 350) 사이의 액정 분자(372)의 배향 방향이 서로 동일하다는 점에서, 도 6a와 도 6b의 ECB 모드와 차이를 가지며, 다른 사항은 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 8a와 도 8b의 VA 모드에서는, 제1 및 제2기판(420, 450)이 이격되어 마주 대하고 있으며, 제1 및 제2기판(420, 450) 사이에는 액정 분자(472)가 제1 및 제2기판(420, 450)에 수직한 방향으로 배열되어 있고, 제1 이색성 염료(374)가 액정 분자(372)와 평행하게 배열되어 있다. 제1기판(420)의 내면에는 반응성 액정 단량체와 제2 이색성 염료를 포함하는 일축성 염료막(490)이 위치한다. 일축성 염료막(390)은 제1방향에 평행한 광흡수축을 가진다.
여기서, 두 기판(420, 450)의 전극(도시하지 않음)에 전압을 인가하지 않을 경우, 도 8a에서와 같이, 제1방향을 따라 진동하는 빛은 일축성 염료막(490)에서 흡수되고, 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 진동하는 빛은 일축성 염료막(490)을 투과한 후, 액정 분자(472) 및 제1 이색성 염료(474)를 그대로 통과하여 출력되어, 화이트 상태가 나타난다.
반면, 두 기판(420, 450)의 전극에 전압을 인가할 경우, 도 8b에서와 같이, 액정 분자(472) 및 제1 이색성 염료(474)는 두 기판(420, 450)에 평행하며 제2방향을 따라 배열되며, 제1방향을 따라 진동하는 빛은 일축성 염료막(490)에서 흡수되고, 제2방향을 따라 진동하는 빛은 일축성 염료막(490)을 투과한 후, 제1 이색성 염료(474)에 의해 흡수되어, 블랙 상태가 나타난다.
앞서 언급한 모드 이외에, 본 발명은 TN(twisted nematic) 모드나 STN(super-twisted nematic) 모드 또는 IPS(in-plane switching) 모드에도 적용할 수 있다.
한편, 앞서 언급한 모드들은 투과 모드에 해당하나, 본 발명은 반사 모드에도 적용 가능하다.
도 9는 반사 모드에 적용된 본 발명에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2기판(520, 550)이 이격되어 마주 대하고 있으며, 제1 및 제2기판(520, 550) 사이에는 액정 분자(572)가 일정한 방향으로 배열되어 있고, 제1 이색성 염료(574)가 액정 분자(572)와 평행하게 배열되어 있다. 제1기판(520)의 내면에는 반사판(580)이 형성되어 있으며, 반사판(580) 상부에는 반응성 액정 단량체와 제2 이색성 염료를 포함하는 일축성 염료막(590)이 위치한다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
120: 제1기판 122: 게이트 전극
124: 게이트 절연층 126: 반도체층
128: 소스 전극 130: 드레인 전극
132: 데이터 배선 138: 화소 전극
150: 제2기판 152: 블랙 매트릭스
154: 컬러필터층 156: 공통 전극
170: 액정층 172: 액정 분자
174; 이색성 염료 190: 일축성 염료막
124: 게이트 절연층 126: 반도체층
128: 소스 전극 130: 드레인 전극
132: 데이터 배선 138: 화소 전극
150: 제2기판 152: 블랙 매트릭스
154: 컬러필터층 156: 공통 전극
170: 액정층 172: 액정 분자
174; 이색성 염료 190: 일축성 염료막
Claims (8)
- 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과;
상기 제1기판 내면에 형성되는 박막트랜지스터와;
상기 제1기판 내면에 형성되고, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소 전극과;
상기 화소 전극에 대응되어 전기장을 생성하는 공통 전극과;
상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되며, 제1 이색성 염료를 포함하는 액정층과;
상기 제1기판과 상기 제2기판 중 어느 하나에 형성되고, 반응성 액정 단량체와 제2 이색성 염료를 포함하는 일축성 염료막
을 포함하고,
상기 일축성 염료막은 제1방향에 평행한 광흡수축을 가지며, 상기 제1 이색성염료의 광흡수축은 제2방향에 평행한 광흡수축을 갖고, 상기 제1방향은 상기 제2방향에 수직한 게스트-호스트 모드 액정표시장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 이색성 염료의 함량은 0.1wt% 내지 20wt%인 게스트-호스트 모드 액정표시장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제1 및 제2 이색성 염료는 옐로우, 마젠타, 시안 이색성 염료 중 둘 이상을 포함하는 게스트-호스트 모드 액정표시장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 일축성 염료막은 상기 제1기판의 내면과 외면 중 어느 하나에 형성되는 게스트-호스트 모드 액정표시장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 일축성 염료막은 상기 제2기판의 내면과 외면 중 어느 하나에 형성되는 게스트-호스트 모드 액정표시장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 액정표시장치는 ECB 모드와 OCB 모드, TN 모드, STN 모드, VA 모드 및 IPS 모드 중 어느 하나인 게스트-호스트 모드 액정표시장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 액정표시장치는 투과 모드인 게스트-호스트 모드 액정표시장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 액정표시장치는 상기 제1기판 내면에 반사판을 더 포함하는 반사 모드인 게스트-호스트 모드 액정표시장치.
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